電源模塊DC-DC隔離型測試方法

本篇介紹如何測試電源模塊的重點技術指標和測試方法。電源模塊選定后，接下來就是非常重要的環(huán)節(jié)，測試產(chǎn)品性能和參數(shù)。一個產(chǎn)品的品質(zhì)好壞取決于各項技術參數(shù)指標的平衡。

　　一、電源模塊的測試與方法

　　測試階段一般分2個部分：

　　1、模擬實際電路工作參數(shù)測試并得出結(jié)論是否滿足需求；

　　2、將電源模塊安裝到實際工作電路中進行穩(wěn)定性測試；使用前務必要經(jīng)過這些階段測試，需嚴格測試各項技術參數(shù)指標合格后才能繼續(xù)使用，否則將會給產(chǎn)品帶來隱患，造成不可估量的損失。

　　01、采用標準的開爾文測試方法

　　如下圖2-1所示，測試條件：室溫 Ta =25℃ 濕度<75%。

　　測試儀器-參考：輸入電壓范圍足夠大的直流可調(diào)穩(wěn)壓電源， 電流表 A（精度在 0.001A），電壓表 V（精度在 0.001V），負載阻值計算；

　　設：模塊的最大輸出功率是6W，輸出電壓5V，需要計算出R(負載)阻值；

　　例1：測試模塊的最大功率

　　*以上是模塊的最大持續(xù)輸出功率，不得超過標稱最大值，否則會造成模塊永久性損壞！

　　例2：10%輕負載測試

　　備注：為保證測試的準確性請務必遵守以下4點注意事項：

　　Ø 連接饋線：應選擇線損-越小越好，以直徑為 1mm 多股銅線最佳，以免造成過大壓降。當負載電流較大時，應縮短輸出引腳與各負載間的距離，增加連接導線截面積來減小過大的壓降。

　　Ø 在測量時建議采用單通道探頭直接測量法測量輸出，避免輸入輸出共地和外界干擾產(chǎn)生的測量誤差。

　　Ø 測試時確保前級的供電電源限流點設置合理，在負載 10%-100%之間，為保證有準確的電壓和紋波，輸出容性負載不能大于技術手冊規(guī)定值。

　　Ø 具體技術參數(shù)請參考產(chǎn)品對應的技術手冊。

　　02、電壓模塊的基本參數(shù)測試

　　連接好電源模塊就可以進行模塊的性能的測試和判定，確認模塊的性能參數(shù)是否符合要求。

　　03、測試模塊輸出電壓精度

　　以模塊DM21-5W1205V為例，模塊輸出設定電壓為Voutnom = 5V ，額定負載為 4.166Ω，實測輸出電壓Vout = 5.028V ，輸出電壓精度 =0.56%

　　04、線性電壓調(diào)整率

　　以模塊DM21-5W1205V為例，額定負載為1000mA，Vouth = 5.028V，Voutnl = 5.0V，Voutnom = 5.01V，線性電壓調(diào)整率 =-0.556%

　　05、負載調(diào)整率-寬電壓輸入穩(wěn)壓輸出系列

　　以模塊DM21-5W1205V為例，額定負載為1000mA，Vb2 = 5.01V ，負載調(diào)整率 =0.339%

　　06、轉(zhuǎn)換效率

　　以模塊DM21-5W1205V為例，實測參數(shù)：Vin = 12V,Iin = 560mA，Vout = 5V，Io = 1000mA，效率h =74.4% 。

　　07、波紋噪聲

　　紋波和噪聲是疊加在直流輸出上的周期性和隨機性交流成分，它也影響著輸出精度，一般對

　　紋波和噪聲采用峰-峰值計量(mVP-P)。

　　第一步，先將示波器帶寬設置為 20MHz，可以有效防止高頻噪聲；

　　第二步，采用平行線測試法、雙絞線或靠測法。

　　*平行線測試法

　　備注 ：

　　C1：高頻陶瓷電容，一般容值為 1uF；

　　C2：寬電壓輸入DM41-系列C2 容值為 10uF（電解電容）， 耐壓值高于模塊輸出電壓2 倍以上即可；

　　兩平行線銅箔帶之間的距離為 2.5mm，兩平行銅箔帶的電壓降之和應小于輸出電壓值的 2%。

　　*雙絞線測試法

　　備注：雙絞線測試法，采用 30cm 長、#20AWG 線規(guī)組成的雙絞線與被測開關電源的 Vo+及Vo-連接，在 Vo+與Vo-之間接上阻性負載（假負載）。在雙絞線末端接一個10μF 解 電容，在測量點連接時，一端接在Vo上，另一端接到地平面端。

　　*示波器靠測法

　　由于示波器的地線夾會吸收各種高頻噪聲干擾測量結(jié)果，為了屏蔽干擾可采用靠測法測試， 示波器探頭接在每路輸出端測試。實際測試紋波和噪聲會因電路和外接元件不同而有所差異。

　　08、動態(tài)負載

　　當負載出現(xiàn)突變時，所有的電源都有一個相應的響應時間。在突變響應期間內(nèi)，電源的輸出

　　電壓會出現(xiàn)瞬間的過沖，然后回到正常輸出狀態(tài)。動態(tài)響應是通過對過沖幅度的大小、響應時間的長短來測量的，是電源性能的一個重要指標。

　　具體測量的方法是用電子負載來進行電源負載的突變，負載設置條件為輸出負載電流為額定

　　負載的 25%-50%-25%和 50%-75%-50%，電流跳變的上升和下降斜率選：0.08-0.1A/uS，，用示波器測量其輸出電壓的最大偏差和響應時間，動態(tài)負載測試波形如下圖所示。

　　動態(tài)負載測試波

　　09、啟動時間

　　啟動時間為輸入開啟后輸出相對于輸入達到目標電壓值時響應延遲的時間。一般在額定滿負

　　載下測得，外接濾波器（包括輸入輸出電容）均會大大延遲啟動的時間，實際設計要與紋波噪聲要求權衡考慮。具體的產(chǎn)品及應用疑問請咨詢技術人員。下圖為啟動時間測試波形。

　　10、隔離絕緣特性測試

　　Ø 耐壓測試方法：按照耐壓的測試標準，將耐壓值從 0V 開始慢慢往上調(diào)，將耐壓值調(diào)至設定的最高耐壓并在最高耐壓值維持一分鐘時間。

　　Ø 絕緣強度：在輸入輸出間加隔離電壓（直流或交流的峰值）測試 1 分鐘。

　　Ø 絕緣電阻：在輸入輸出間加 500VDC，測的輸入輸出間絕緣電阻大于 1GOhm。

　　在產(chǎn)品技術手冊中的隔離電壓僅在一分鐘的快速測試內(nèi)有效，如果需要更長的耐壓時間或在

　　長期的高耐壓的狀態(tài)下工作，額定工作電壓就必須參考相關標準。根據(jù) IEC950 的標準，隔離電壓與額定工作電壓之間的轉(zhuǎn)換關系可以通過以下的曲線下圖所示（縱坐標：隔離測試電壓；橫坐標：額定工作電壓）。

　　IEC950 標準的典型擊穿電壓等級參考表如下。

　　11、電源模塊外殼溫升測試

　　測試外殼溫升可以用熱成像儀或是熱電偶測試，由于發(fā)射率對紅外熱成像儀測量的結(jié)果有影

　　響，從而會導致測量結(jié)果存在一定的偏差，一般推薦用熱電偶測試。

　　如環(huán)境溫度Ta = 25℃，實際用熱電偶測的電源模塊的外殼溫度Tc = 50℃，那么模塊的溫升是DT=Tc-Ta=50-25=25℃。其中Tc—殼溫，Ta—環(huán)境溫度，△ T—溫升。

　　相同環(huán)境條件下，塑料外殼比金屬外殼安全等級更高，絕緣特性強。

　　使用環(huán)境，因無自然通風，建議將電源模塊與溫度敏感元器件盡量遠離或是隔離為兩個空間。

　　12、輸入反射紋波測試

　　輸入反射紋波電流主要是指經(jīng)模塊的濾波器未濾除完全的紋波電流反射到 DC 電源輸入端的

　　交流分量。輸入反射紋波電流測量需要在前端接入電感和電容元件來匹配源阻抗，如下圖所示。

　　電感電容推薦值：Lin(4.7μH) ，Cin(220μF, ESR < 1.0Ω at 100 KHz)