開關電源功能規(guī)格測試項目

　　良好的開關電源必須符合所有功能規(guī)格、保護特性、安全規(guī)范(如UL、CSA、VDE、DEMKO、SEMKO，長城等等之耐壓、抗燃、漏電流、接地等安全規(guī)格)、電磁兼容能力(如FCC、CE等之傳導與幅射干擾)、可靠性(如老化壽命測試)、及其他特定需求等。

　　開關電源包括下列之型式：

　　·AC-DC：如個人用、家用、辦公室用、工業(yè)用(電腦、周邊、傳真機、充電器)

　　·DC-DC：如可攜帶式產品(移動電話、筆計本電腦、攝影機，通信交換機二次電源)

　　·DC-AC：如車用轉換器(12V～115/230V) 、通信交換機振鈴信號電源

　　·AC-AC：如交流電源變壓器、變頻器、UPS不間斷電源

　　開關電源的設計、制造及品質管理等測試需要精密的電子儀器設備來模擬電源供應器實際工作時之各項特性(亦即為各項規(guī)格)，并驗證能否通過。開關電源有許多不同的組成結構(單輸出、多輸出、及正負極性等)和輸出電壓、電流、功率之組合，因此需要具彈性多樣化的測試儀器才能符合眾多不同規(guī)格之需求。

　　電氣性能(Electrical Specifications)測試

　　當驗證電源供應器的品質時，下列為一般的功能性測試項目，詳細說明如下：

　　*功能(Functions)測試：

　　·輸出電壓調整(Hold-on Voltage Adjust)

　　·電源調整率(Line Regulation)

　　·負載調整率(Load Regulation)

　　·綜合調整率(Combine Regulation)

　　·輸出漣波及雜訊(Output Ripple Noise， RARD)

　　·輸入功率及效率(Input Power， Efficiency)

　　·動態(tài)負載或暫態(tài)負載(Dynamic or Transient Response)

　　·電源良好/失效(Power Good/Fail)時間

　　·起動(Set-Up)及保持(Hold-Up)時間

　　*保護動作(Protections)測試：

　　·過電壓保護(OVP， Over Voltage Protection)

　　·短路保護(Short)

　　·過電流保護(OCP， Over Current Protection)

　　·過功率保護(OPP， Over Power Protection)

　　*安全(Safety)規(guī)格測試：

　　·輸入電流、漏電電流等

　　·耐壓絕緣： 電源輸入對地，電源輸出對地;電路板線路須有安全間距。

　　·溫度抗燃：零組件需具備抗燃之安全規(guī)格，工作溫度須於安全規(guī)格內。

　　·機殼接地：需於0.1歐姆以下，以避免漏電觸電之危險。

　　·變壓輸出特性：開路、短路及最大伏安(VA)輸出

　　·異常測試：散熱風扇停轉、電壓選擇開關設定錯誤

　　*電磁兼容(Electromagnetic Compliance)測試：

　　電源供應器需符合CISPR 22、CLASS B之傳導與幅射的4dB馀裕度，電源供應器需在以下三種負載狀況下測試：

　　每個輸出為空載、每個輸出為50%負載、每個輸出為100%負載。

　　·傳導干擾/免疫：經由電源線之傳導性干擾/免疫

　　·幅射干擾/免疫：經由磁場之幅射性干擾/免疫

　　*可靠性(Reliability)測試：

　　老化壽命測試：高溫(約50-60度)及長時間(約8-24小時)滿載測試。

　　*其他測試：

　　·ESD：Electrostatic Discharge靜電放電(人或物體經由直接接觸或間隔放電引起)在2-15KV之ESD脈波下，

　　待測物之每個表面區(qū)域應執(zhí)行連續(xù)20次的靜電放電測試，電源供應器之輸出需繼續(xù)工作而不會產生突波(Glitch)

　　或中斷(Interrupt)，直接ESD接觸時不應造成過激(Overshoot)或欠激(Undershoot)之超過穩(wěn)壓范圍的狀況、及過電壓保護(OVP)、過電流保護(OCP)等。另外，於ESD放電電壓在高達25KV下，應不致造成元件故障(Failure)。

　　·EFT：Electrical Fast Transient or burst一串切換雜訊經由電源線或I/O線路之傳導性干擾(由供電或建筑物內引起)。

　　·Surge：經由電源線之高能量暫態(tài)雜訊干擾(電燈之閃動引起)。

　　·VD/I：Dips and Interrupts電源電壓下降或中斷(電力分配系統(tǒng)之故障或失誤所引起，例如供電過載或空氣開關跳動所引起)

　　·Inrush： 開機輸入沖擊電流，開關電源對供電系統(tǒng)的影響

　　常規(guī)功能(Functions)測試

　　輸出電壓調整：

　　當制造開關電源時，第一個測試步驟為將輸出電壓調整至規(guī)格范圍內。此步驟完成后才能確保后續(xù)的規(guī)格能夠符合。 通常，當調整輸出電壓時，將輸入交流電壓設定為正常值(115Vac或230Vac)，并且將輸出電流設定為正常值或滿載電流，然後以數字電壓表測量電源供應器的輸出電壓值并調整其電位器(VR)直到電壓讀值位於要求之范圍內。

　　電源調整率：

　　電源調整率的定義為電源供應器於輸入電壓變化時提供其穩(wěn)定輸出電壓的能力。此項測試系用來驗證電源供應器在最惡劣之電源電壓環(huán)境下，如夏天之中午(因氣溫高，用電需求量最大)其電源電壓最低;又如冬天之晚上(因氣溫低，用電需求量最小)其電源電壓最高。在前述之兩個極端下驗證電源供應器之輸出電源之穩(wěn)定度是否合乎需求之規(guī)格。

　　為精確測量電源調整率，需要下列之設備：

　　·能提供可變電壓能力的電源，至少能提供待測電源供應器的最低到最高之輸入電壓范圍。

　　·一個均方根值交流電壓表來測量輸入電源電壓，眾多的數字功率計能精確計量V A W PF。

　　·一個精密直流電壓表，具備至少高於待測物調整率十倍以上，一般應用5位以上高精度數字表。

　　·連接至待測物輸出的可變電子負載。

　　*測試步驟如下：於待測電源供應器以正常輸入電壓及負載狀況下熱機穩(wěn)定後，分別於低輸入電壓(Min)，正常輸入電壓(Normal)，及高輸入電壓(Max)下測量并記錄其輸出電壓值。

　　電源調整率通常以一正常之固定負載(Nominal Load)下，由輸入電壓變化所造成其輸出電壓偏差率(deviation)的百分比，如下列公式所示：

　　V0(max)-V0(min) / V0(normal)

　　電源調整率亦可用下列方式表示之：於輸入電壓變化下，其輸出電壓之偏差量須於規(guī)定之上下限范圍內，即輸出電壓之上下限絕對值以內。

　　負載調整率：

　　負載調整率的定義為開關電源於輸出負載電流變化時，提供其穩(wěn)定輸出電壓的能力。此項測試系用來驗證電源在最惡劣之負載環(huán)境下，如個人電腦內裝置最少之外設卡且硬盤均不動作(因負載最少，用電需求量最小)其負載電流最低和個人電腦內裝置最多之外設卡且硬盤在動作(因負載最多，用電需求量最大)其負載電流最高的兩個極端下驗證電源供應器之輸出電源之穩(wěn)定度是否合乎需求之規(guī)格。

　　*所需的設備和連接與電源調整率相似，唯一不同的是需要精密的電流表與待測電源供應器的輸出串聯。示：

　　測試步驟如下：於待測電源供應器以正常輸入電壓及負載狀況下熱機穩(wěn)定後，測量正常負載下之輸出電壓值，再分別於輕載(Min)、重載(Max)負載下，測量并記錄其輸出電壓值(分別為Vmax與Vmin)，負載調整率通常以正常之固定輸入電壓下，由負載電流變化所造成其輸出電壓偏差率的百分比，如下列公式所示：

　　V0(max)-V0(min) / V0(normal)

　　負載調整率亦可用下列方式表示：於輸出負載電流變化下，其輸出電壓之偏差量須於規(guī)定之

　　上下限電壓范圍內，即輸出電壓之上下限絕對值以內。

　　綜合調整率：

　　綜合調整率的定義為電源供應器於輸入電壓與輸出負載電流變化時，提供其穩(wěn)定輸出電壓的能力。這是電源調整率與負載調整率的綜合，此項測試系為上述電源調整率與負載調整率的綜合，可提供對電源供應器於改變輸入電壓與負載狀況下更正確的性能驗證。 綜合調整率用下列方式表示：於輸入電壓與輸出負載電流變化下，其輸出電壓之偏差量須於規(guī)定之上下限電壓范圍內(即輸出電壓之上下限絕對值以內)或某一百分比界限內。

　　輸出雜訊(PARD)：

　　輸出雜訊(PARD)系指於輸入電壓與輸出負載電流均不變的情況下，其平均直流輸出電壓上的周期性與隨機性偏差量的電壓值。輸出雜訊是表示在經過穩(wěn)壓及濾波後的直流輸出電壓上所有不需要的交流和噪聲部份(包含低頻之50/60Hz電源倍頻信號、高於20 KHz之高頻切換信號及其諧波，再與其他之隨機性信號所組成))，通常以mVp-p峰對峰值電壓為單位來表示。 一般的開關電源的規(guī)格均以輸出直流輸出電壓的1%以內為輸出雜訊之規(guī)格，其頻寬為20Hz到20MHz(或其他更高之頻寬如100MHz等)。 開關電源實際工作時最惡劣的狀況(如輸出負載電流最大、輸入電源電壓最低等)，若電源供應器在惡劣環(huán)境狀況下，其輸出直流電壓加上雜訊後之輸出瞬時電壓，仍能夠維持穩(wěn)定的輸出電壓不超過輸出高低電壓界限情形，否則將可