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廣電計(jì)量 | 電源模塊篩選項(xiàng)目之電性能檢測(cè)

點(diǎn)擊次數(shù):796 更新時(shí)間:2024-10-18
  電源模塊是什么?
 
  電源模塊被稱為電路中的能源供應(yīng)站。它通過對(duì)電壓的轉(zhuǎn)換,把所需要的電流轉(zhuǎn)換成用戶所需要的直流電或交流電。
 
  通過電源模塊可以為相關(guān)系統(tǒng)中的儀表或控制設(shè)備提供穩(wěn)定的交、直流電源輸出。而穩(wěn)定的電流可以為電路帶來著隔離、保護(hù)、電壓變換、穩(wěn)壓、降噪等作用。
 
  電源模塊的組成部分主要有電解電容、光電耦合器、印制電路板、半導(dǎo)體器件、開關(guān)變壓器、電位器、熔斷器等。模塊式的結(jié)構(gòu)帶來適配性高、可靠性高、功率高、易于維護(hù)及應(yīng)用廣泛的優(yōu)點(diǎn)。
 
  由于模塊式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)甚多,因此模塊電源廣泛用于通信領(lǐng)域和汽車電子、航空航天等領(lǐng)域。
 
電源模塊的失效
 
  電源模塊的失效通常是因?yàn)閮?nèi)部和外部某種因素導(dǎo)致其內(nèi)部組成元器件降級(jí)發(fā)生的。
 
  內(nèi)部因素主要是生產(chǎn)材料、板卡設(shè)計(jì)、組裝和包裝的設(shè)計(jì)不合規(guī)或應(yīng)用不合規(guī)導(dǎo)致。
 
  外部因素主要有過電應(yīng)力、靜電放電與過載等。而最常見的外部因素是當(dāng)使用溫度較高時(shí),電源模塊容易老化降級(jí),從而引致失效并容易帶來嚴(yán)重的后果。
 
  電源模塊常見失效模式主要有以下幾種:

失效模式

可能原因

開路

不同階段的電源模塊產(chǎn)品有不同原因:

新電源模塊開路失效常見原因之一是制造過程焊點(diǎn)缺陷,連接不牢;

使用過程開路失效的常見原因一般是振動(dòng)導(dǎo)致電連接失效,或者是因?yàn)閮?nèi)部組成的元器件降級(jí)發(fā)生的。

短路

電源模塊發(fā)生短路故障時(shí)會(huì)對(duì)內(nèi)部組成元器件造成損壞,從而損壞電源模塊。

瞬時(shí)電壓過高,元器件老化-絕緣介質(zhì)流失都有可能導(dǎo)致電源模塊短路。

輸出值不穩(wěn)定

輸出值不穩(wěn)定在一定程度暗示了電源模塊內(nèi)部某些元器件出現(xiàn)了老化降級(jí)或損壞,如電容、三極管等降級(jí)情況或者電壓調(diào)整器損壞。

輸出偏高

電源模塊輸出偏高的原因有內(nèi)部組成的電容器、二極管老化降級(jí)、一個(gè)或多個(gè)整流二極管開路、變壓器初級(jí)線圈匝間短路等。

輸出偏低

當(dāng)電源所帶負(fù)載超出自身的帶載能力,會(huì)出現(xiàn)電源輸出偏低現(xiàn)象。

元器件老化也會(huì)導(dǎo)致電源模塊輸出偏低,原因有穩(wěn)壓二極管老化,變壓器次級(jí)線圈匝間短路等。

紋波過高

當(dāng)電源模塊輸出超差,并伴有較高幅值工頻或倍頻紋波時(shí),說明主濾波電容已老化失效。

當(dāng)電源模塊輸出超差,并伴有開關(guān)頻率的紋波時(shí),說明濾波電容或穩(wěn)壓電路的元件出現(xiàn)老化失效。

 
  以上任何原因都可能導(dǎo)致電源模塊整體失效,從而導(dǎo)致整個(gè)電路的不穩(wěn)定或失效,在生活或生產(chǎn)中造成重大損失。
 
  對(duì)電源模塊進(jìn)行篩選,能夠剔除前期老化失效的電源模塊。因此,在交付使用前篩選出合格的電源模塊產(chǎn)品就顯得極為重要。
 
  廣電計(jì)量的服務(wù)能力
 
  一個(gè)合格的電源模塊,它的輸入、輸出電參數(shù)必定是在合格范圍內(nèi)的,因此對(duì)電源模塊的電參數(shù)測(cè)試是電源模塊篩選的重要部分。
 
  為此,廣電計(jì)量引進(jìn)CHROMA 8000電源模塊測(cè)試系統(tǒng),該系統(tǒng)快速、準(zhǔn)確、全面地對(duì)各種型號(hào)規(guī)格的電源模塊進(jìn)行電參數(shù)測(cè)試。
 
  廣電計(jì)量通常對(duì)電源模塊做以下常規(guī)電參數(shù)測(cè)試用來評(píng)估電源模塊的性能好壞:
 
  輸出精度測(cè)試
 
  測(cè)試條件:在規(guī)定的輸入條件下,分別測(cè)量空載和滿載情況的輸出電壓,評(píng)估電源模塊的輸出滿足負(fù)載電路的輸入要求。
 
  紋波測(cè)試
 
  測(cè)試條件:在規(guī)定的輸入條件下,測(cè)量滿載時(shí)的輸出紋波。
 
  為測(cè)試紋波時(shí)電源模塊輸出的交流分量,在測(cè)量開關(guān)電源的紋波時(shí),我們應(yīng)該將探頭放置在電源模塊輸出電容處,用盡可能小的環(huán)路來避免耦合的噪聲過大,導(dǎo)致實(shí)際測(cè)量的紋波過大。
 
  同時(shí),由于開關(guān)電源的紋波頻率與自身開關(guān)頻率基本一致,一般開關(guān)電源的開關(guān)頻率在幾百kHz,因此我們常用20MHz的帶寬條件下測(cè)量電源紋波。
 
  效率測(cè)試
 
  測(cè)試條件:在不同的輸入條件下,測(cè)量不同負(fù)載條件的電源效率η。
 
  其計(jì)算公式為:η=輸出功率÷輸入功率
 
  電源模塊的效率主要用來對(duì)比性能,評(píng)估系統(tǒng)的負(fù)荷,是否考慮散熱措施等等。
 
  動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試
 
  電源模塊的動(dòng)態(tài)響應(yīng)反映出負(fù)載電流的變化對(duì)輸出電壓的影響。
 
  測(cè)試條件:在規(guī)定的輸入條件下,調(diào)整負(fù)載電流從Io1階躍變化到Io2,測(cè)量不同負(fù)載條件下的輸出電壓值(Uo1,Uo2),從而計(jì)算出倆負(fù)載條件下的負(fù)載調(diào)整率,并且測(cè)量出輸出電壓值從Uo1變化到Uo2的瞬態(tài)反應(yīng)時(shí)間。
 
  過流保護(hù)測(cè)試(短路保護(hù))
 
  測(cè)試條件:在規(guī)定的輸入條件下,增大輸出電流,直到檢測(cè)到電源輸出突然關(guān)斷,此時(shí)的輸出電流值,即為該電源模塊的輸出過流保護(hù)。
 
圖2 Chroma 8000 電源模塊測(cè)試系統(tǒng)
 
圖3 測(cè)試界面
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