开关电源测试流程，开关电源测试项目以及方法分析

开关电源是现代电子技术不可或缺的电源，具有效率高、体积小、升压/降压功能、负电压输出功能等诸多优点。然而，在实际使用中，很多设计者忽略了开关电源的测试项目，或者不了解测试项目，导致设计不符合规格或降低功能、性能和寿命，有很多电源产品就是这么做的。它不符合标准，需要重新设计。这次，小编将从测试工程师的角度来总结一下开关电源所需的测试项目和测试规范。

1.测试项目概述以下是作者整理的20个测试项目，但有些公司的规格可能比下表更多。

二、测试项目及测试方法1、功率因数/效率测试

1.目的

功率因数和效率都是指电源的利用率，但它们之间的差别还是很大的。

(1)计算方法：功率因数是指输入视在功率与输入有功功率的比值，效率是指输入有功功率与输出有功功率的比值。

(2)承载：功率因数损失通常由电力部门承担，效率通常由用户承担。

这两项指标是衡量开关电源质量的主要参数。

2）使用设备

输入电源、电子负载、瓦特表、数字电压表。

3）测试方法

(1) 根据规格书设定测试条件：输入电压、频率、输出负载。

(2) 从瓦特表上读取输入功率Pin值和功率因数PF值，读取输出电压，计算出输出功率Pout。

(3)效率=Pout/Pin*100%。

图1 功率因数/效率测试示意图

2、能效测试

1.目的

能效是电子设备在各种使用条件下的效率总和的平均值，其含义接近用户的实际能耗。定义为空载、25%、50%、75% 和100% 负载时的效率总和除以4。

2）使用设备

输入电源、电子负载、瓦特表、数字电压表。

3）测试方法

(1) 将产品置于标称输出负载条件下，并在测试前预热30分钟。

(2) 按负载由大到小的顺序记录功率（Pin）、输入电流（Iin）、输出电压（Vo）、功率因数（PF），并计算各条件下负载的效率。

(3) 仅记录空载时的输入功率(Pin)和输入电流(Iin)。

(4) 计算空载、25%、50%、75%、100%负载时的效率，并将总和除以4。得到的值就是能效值。

3、浪涌电流测试

1.目的

浪涌电流危害包括电源输入保险丝烧断、机械开关或断路器卡住（插入插座时会产生火花）以及连接到电源前端的整流桥很容易被刺穿，打开它可能会造成损坏， ETC。所有大功率开关电源均应测试该指标。

2）使用设备

输入电源、电子负载装置、功率计、高压测试仪。

3）测试方法

(1) 设置额定输入电压和最大输出功率。

(2) 分别测试示波器两个通道的输入电流和输出电压，并将其设置为单次触发模式。

(3)完成上述设置后，打开POWER，检查TRIGGER的工作电流值（所需阻抗值由安全标准确定）。

注意：冷启动需要较低（正常）的温度环境。电容器正在放电，电荷必须用完，热敏电阻也处于室温。然后您就可以第一次打开它。要再次开机，必须等待其充电，电量耗尽后才能继续测试。

(4) 示波器必须使用隔离探头。

4、电压调整率

1.目的

电压调整率是指测试输出负载不变，输入变化时，输出电压相对于输入变化的稳定性（常规定义1%），是衡量开关电源稳定性的重要指标。这是其中之一。

2）使用设备

输入电源、电子负载、数字电压表。

3）测试方法

(1) 将输出负载设置为额定负载。

(2) 调整输入电压AC LINE 和频率FREQUENCY 值。

(3)记录被测产品的输出电压值是否在规格范围内。

(4)电压调整率

5.负载波动率

1.目的

当电源上的负载变化时，电源的输出发生变化；当负载增大时，输出减小，反之，当负载减小时，输出增大。电源负载适当变化引起的输出变化很小，一般指标为3%~5%。负载调整率是衡量供电质量的指标。良好的电源输出在连接到负载时具有较低的压降。负载调整率=额定电流范围内的电压变化/额定电压*100%。

2）使用设备

输入电源、电子负载、数字电压表。

3）测试方法

(1)按照规范设置测试输入电压和频率值。

(2)调整输出负载LOAD值。

(3)记录被测产品的输出电压值是否在规格范围内。

(4)负载调整率=额定电流范围内的电压变化/额定电压*100%。

例如，5V直流稳压电源的输出电流从0增大到最大电流1A，输出电压从5.00V减小到4.50V。 0.5V 的压降值除以5V 的标称输出电压。因此，得到10%，即电源负载波动率。

6、纹波噪声测试

1.目的

测试直流输出电压纹波RIPPLE和噪声NOISE。纹波和噪声是开关电源最重要的参数之一。过大的纹波和噪声可能会影响电路的正常工作。纹波通常定义为小于输出电压的1%。

2）使用设备

输入电源、电子负载、示波器。

3）测试方法

(1) 虽然可以通过示波器观察来确定，但纹波一般与电源的开关频率同步，并且噪声的频率比较高，因此

(2) 使用示波器的交流耦合设置。

(3) 带宽限制为20MHz。

(4) 取下示波器探头上的接地夹，将探头和裸露的地连接到电源的输出端，观察输出波形。

图2 开关电源纹波与噪声实测图

7. 上升时间和保持时间

1.目的

为了避免即使缺少半个周期或一周也影响电力公司供电的影响，如果正弦波缺少一个周期（50Hz），则一个周期为20ms。在这种情况下，希望电源输出不受影响，因此典型的开关电源需要一个上升时间，在上电测试的情况下，输出上升时间范围为电源的10%到90%。电压值（传统产品）。马苏。保持时间是指从电源关闭输入电源到输出电压超出规定范围的时间，以输出5V的电源为例。是从电源关闭到输出电压下降的时间，达到4.75V的时间一般在17ms或20ms以上，上升时间和保持时间是为了避免电力公司供电半年的影响一周或必须少于一周。

2）使用设备

输入电源、电子负载、示波器。

3）测试方法

(1) 根据规格设置输入电压、频率和负载。

(2) 将示波器的CH1 连接至Vo，并将其设置为触发模式。触发电平最好设置在Vo 的60% 到80% 之间。将触发斜率设置为“+”、时间/格、伏。 /DIV. 取决于输出电压。

(3)用示波器上的“TIME”测量被测产品各组输出从10%电压到90%电压的上升时间。保留时间也可以测试。

8.下降时间

1.目的

每种电源产品都有不同的应用场景，因此对下降时间的要求也不同。例如，如果需要存储数据，则掉落时间会更长；如果停电后担心人身安全，则会关闭电源。下降时间将尽可能短。关于下降时间没有具体规定，通常根据应用来选择。

2）使用设备

输入电源、电子负载、示波器。

3）测试方法

(1) 根据规格设定输入功率、负载、频率。

(2) 将SCOPE 的CH1 连接至Vo，并将其设置为TRIGGER SOURCE。最好将LEVEL 设置在Vo 的60% 到80% 之间。将触发斜率设置为“-”。 TIME/DIV 和VOLTS/DIV 根据电压条件而变化。

(3) 用游标“TIME”测量被测产品每组输出电压从90%到10%的下降时间。

9. 开机延迟时间

1.目的

规格中没有规定开机延迟时间，但在实际使用中，如果开机后几十秒没有电源输出，会给用户造成不必要的误解，所以以常规为准。定义。小于3秒的上电延迟时间定义为测试POWER ON时输入电压AC LINE与输出电压之间的时间差。

2）使用设备

输入电源、电子负载、示波器。

3）测试方法

(1) 设置额定输入电压和最大输出功率。

(2) 示波器的两个通道分别测试输入电源电压和输出电源电压。触发信号设置为60%~80%。

(3) 使用示波器的“TIME”功能测试两个电压之间的时间差。

注意：测试前必须通电至少30 分钟，并且由于电压较高，必须使用隔离探头。

10、输出过冲幅度

1.目的

由于开关电源是立即上电的，反馈电路无法及时调整，会出现一定量的过冲，如果过冲过大，会影响后续电路，甚至可能损坏设备。除非另有规定，过冲幅度一般不超过额定电压的10%。

2）使用设备

输入电源、电子负载、示波器。

3）测试方法

(1) 设置额定输入电压和最大输出功率。

(2) 示波器设置为升压触发，触发电平为额定电压的60-80%。

(3) 循环开关机10次，每次测试过冲幅度（F%=V/Vo*100%）。

注意：测试前必须通电至少30 分钟，并且由于电压较高，必须使用隔离探头。

11、输出瞬态响应测试

1.目的

在使用开关电源时，用户希望即使负载突然变化，输出电压也不会发生变化，但当输出负载突然变化时，输出电压响应该变化的稳定性就是输出瞬态响应。一般情况下，最大和最小输出电压值不超过额定值的10%。

2）使用设备

输入电源、电子负载、示波器。

3）测试方法

(1) 设置额定输入电压和频率。

(2) 电子负载设置负载大小、频率和上升斜率。

(3) 用示波器跟踪输出电压的电压值。

12、过流保护测试

1.目的

过流保护是开关电源最基本的要求，它测试输出电流过高时是否受到保护，保护点是否在规格要求之内，是否会损坏样品。 （过流点的常规定义是输出额定负载的1.2至2.5倍）。

2）使用设备

输入电源、电子负载、示波器。

3）测试方法

(1) 将被测组的输出负载设置为MAX. LOAD。

(2) 以恒定斜率（一般为1.0A/S）增加输出电流，直至电源受到保护，然后减小增加的电流值，看输出是否自动复位。

(3) 将示波器的CH2 连接到CURRENT PROBE，用PROBE 检测输出电流。

(4) 将示波器CH1连接到待测输出电压并监测输出电压。

13、短路保护测试

1.目的

短路保护是开关电源最重要的功能，主要用于防止损耗增大，但请在启动前或运行过程中测试是否有输出端子短路的保护功能。

2）使用设备

输入电源、电子负载、示波器、低阻抗短路钳。

3）测试方法

(1) 设置额定输入电压和最大输出功率。

(2) 如果输出短路或接地，请检测输出特性。

(3) 上电后短路，上电后短路各10次。

注：短路清除后，检查被测产品是否自动恢复或需要重启，测试产品是否正常或是否有损坏部件（产品要求必须按订单要求）。可能造成安全隐患。

14、输出过压保护测试

1.目的

输出过压保护功能也是开关电源的一个重要参数，主要是为了防止电源输出异常高电压时对下游设备的进一步损坏，以及在输出电压过高时进行保护，目的是测试电源是否正常工作。 （传统定义：Vout12V，过压保护点为输出电压的1.8倍，Vout12V，过压保护点为输出电压的1.5倍）。

2）使用设备

输入电源、电子负载、示波器、直流电源。

3）测试方法

(1)测试方法：对被测器件的输出施加可变电压，逐渐增大电压值，找到过压保护OVP点。

(2)示波器监测输出电压的电压值。观察达到过压点时保护是否输出。

注：测试过程中产品不应存在安全隐患。

15、输入电压波动测试

1.目的

当输入电压在规格要求范围内变化时，测试产品是否损坏或输出不稳定。该指标是开关电源的重要指标之一。

2）使用设备

交流电源、电子负载、示波器。

3）测试方法

(1) 最大负载和最小负载时的输出功率。

(2) 在规定范围内改变输入电压并测试输出电压值的最大和最小变化。

注意：请保持输出电压波动范围在规定值以内。

16. 电源开关循环测试

1.目的

开关电源长时间使用会有无法启动的风险，但这项测试测试的是开关电源能否承受连续开关操作带来的冲击。

2）使用设备

输入电源、电子负载、示波器、定时开关。

3）测试方法

(1) 设置额定输入电压和最大输出功率。

(2)自动开关设置为5秒通电，5秒断电，循环测试5000次。

(3) 测试过程中每完成1000个循环后记录产品的输入功率和输出电压。

注意：在测试过程或测试完成阶段，被测产品必须能够正常工作，并且不应出现性能下降。

17、元件温升测试

1.目的

如果电源内部元件的温度超过额定温度，寿命将大幅缩短，但此测试测试元件在规定的工作环境、电压、频率和负载条件下的温升。

2）使用设备

输入电源、电子负载、示波器、混合记录仪（DR130）。

3）测试方法

(1)粘贴测试点以确定哪个器件的温升较高。

(2) 设置额定输入电压和额定输出功率。

(3)用混合记录仪记录元件的温升曲线，待元件温升完全稳定后打印结果，记录输入功率和输出电压。

消息：

(1)温升线的接合点应尽可能靠近元件的测试点，且温升线的趋势不应影响元件的散热。

(2) 测试样本必须模拟系统内的实际或部署条件。

（3）对于没有风扇的产品，测试时尽量避免外界风的影响。

18.高温、低温、高湿试验

1.目的

极端温湿度条件极大地影响电源的寿命和性能，本次测试验证极端温湿度条件下的性能和寿命。

2）使用设备

输入电源、电子负载装置、功率表、温控室。

3）测试方法

(1) 测试前，记录被测产品的输入功率、输出电压、HI-POT状态。

(2)将确认好的试验品放入恒温恒湿箱中，按规范设定温度和湿度，启动恒温箱。

（3）24小时测试测试后，将产品放置在空气中至少4小时，以检查被测产品的外观、结构或电气性能是否有异常。

消息：

(1)产品测试期间和测试后，产品性能不得降低或降低。

(2) 检测后，产品的介电强度和绝缘电阻测试必须符合规范。

19. 绝缘电阻测试

1.目的

绝缘电阻是一项必不可少的测试项目，因为它关系到电源的安全特性，也关系到人身安全，测量的是被测设备带电部分与输出电路之间的绝缘电阻值。施加500V DC 进行测试绝缘电阻值必须为10 MOhm 或以上（常规定义）。

2）使用设备

输入电源、电子负载装置、功率计、高压测试仪。

3）测试方法

(1) 检查电气性能后，向绝缘电阻计设定施加电压（500Vdc）和测试时间（1 分钟）。

(2)将被测设备的输入、输出端短接，连接到测试仪相应端进行测试。

注：所需阻抗值根据安全标准确定。

20.EMC测试

1.目的

EMC测试的主要目的有两个：一是保证电源的辐射强度在规定的范围内，二是保证电源的抗干扰性能在规定的范围内。不合格的EMC 性能可能会影响其他设备或使其容易受到其他设备的干扰。

2）使用设备

输入电源、电子负载、EMC暗室。

3）测试方法

具体测试方法根据电源的规格而定，如国家标准、欧洲标准等。

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