電源開(kāi)發(fā)測(cè)試解決方案

- 環(huán)境與耐久測(cè)試-


環(huán)境與耐久測(cè)試目的

一款高品質(zhì)的電源除了要有高性能、高能效外，還必須具有高可靠性。而其內(nèi)部使用的功率器件，會(huì)根據(jù)使用的環(huán)境與情況的不同而受到影響，從而影響到整個(gè)產(chǎn)品的電氣性能以及使用壽命。因此在開(kāi)關(guān)電源的研發(fā)及生產(chǎn)過(guò)程中，必須進(jìn)行環(huán)境與耐久測(cè)試，測(cè)試電源在不同使用環(huán)境下的性能，以確保產(chǎn)品具有足夠的穩(wěn)定性、可靠性及使用壽命。

環(huán)境與耐久測(cè)試項(xiàng)目及內(nèi)容

• 開(kāi)關(guān)循環(huán)測(cè)試
• 元件溫升測(cè)試
• 高/ 低溫操作測(cè)試
• 高/ 低溫存儲(chǔ)測(cè)試
• 低溫啟動(dòng)測(cè)試
• 溫度循環(huán)測(cè)試/ 冷熱沖擊測(cè)試

溫度相關(guān)測(cè)試


元器件溫升試驗(yàn)：
開(kāi)關(guān)電源在運(yùn)行時(shí)，內(nèi)部元件的溫度將會(huì)升高，如果溫度超過(guò)規(guī)定值，將造成內(nèi)部元件的壽命縮短或損壞，因此需要對(duì)元器件進(jìn)行溫升試驗(yàn)，測(cè)試開(kāi)關(guān)電源在規(guī)定的操作環(huán)境、電壓和負(fù)載條件下時(shí)，元器件的溫升狀況。

測(cè)試條件：將被測(cè)電源放置在規(guī)定的環(huán)境溫度中，依線路情況先確定溫升比較高的元件，將熱電偶粘貼在元件表面。設(shè)置好規(guī)定的輸入電壓、頻率、輸出負(fù)載后開(kāi)機(jī)，并記錄輸入功率和輸出電壓。同時(shí)用記錄儀記錄元件的溫升曲線直至溫升穩(wěn)定。

高低溫測(cè)試：
開(kāi)關(guān)電源內(nèi)部的器件由于溫度膨脹系數(shù)不同，在溫度變化時(shí)會(huì)對(duì)整體的性能產(chǎn)生影響，加速儀器老化，縮短使用壽命。因此需要進(jìn)行高低溫測(cè)試來(lái)測(cè)試電源內(nèi)部器件在極端使用環(huán)境下的耐久性。試驗(yàn)項(xiàng)目包括高/低溫操作測(cè)試，高/低溫存儲(chǔ)測(cè)試、低溫啟動(dòng)測(cè)試、冷熱沖擊測(cè)試。

開(kāi)關(guān)循環(huán)測(cè)試

開(kāi)機(jī)延遲時(shí)間測(cè)試：
開(kāi)關(guān)電源使用的半導(dǎo)體功率器件，在上電和斷電時(shí)都會(huì)受到?jīng)_擊。所以需要對(duì)開(kāi)關(guān)電源進(jìn)行電源開(kāi)關(guān)循環(huán)試驗(yàn)，測(cè)試電源在滿載的情況下是否能連續(xù)承受開(kāi)關(guān)操作下的沖擊，確保電源的耐久性。

測(cè)試條件：將被測(cè)電源放置在室溫環(huán)境中，輸入電壓115Vac/230Vac，輸出負(fù)載為滿載。將被測(cè)電源開(kāi)關(guān)ON，持續(xù)時(shí)間為5s，然后將開(kāi)關(guān)撥到OFF，持續(xù)時(shí)間5s，重復(fù)此過(guò)程。一次開(kāi)關(guān)的過(guò)程為一個(gè)測(cè)試周期，整個(gè)試驗(yàn)需持續(xù)至少5000個(gè)周期。試驗(yàn)過(guò)程中每完成1000個(gè)周期，記錄被測(cè)開(kāi)關(guān)電源的輸入功率和輸出電壓。待試驗(yàn)結(jié)束后，如果待測(cè)產(chǎn)品在試驗(yàn)前后的電氣性能沒(méi)有差異，則通過(guò)此試驗(yàn)。

這需要測(cè)試設(shè)備具有足夠長(zhǎng)的存儲(chǔ)，可以在保持較高采樣率的情況下進(jìn)行長(zhǎng)期波形捕捉。

IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)，既有MOSFET器件驅(qū)動(dòng)功率小和開(kāi)關(guān)速度快的特點(diǎn)(控制和響應(yīng))，又有雙極型器件飽和壓降低而容量大的特點(diǎn)(功率級(jí)較為耐用)。若在IGBT的柵極和發(fā)射極之間加上驅(qū)動(dòng)正電壓，則MOSFET導(dǎo)通，這樣PNP晶體管的集電極與基極之間成低阻狀態(tài)而使得晶體管導(dǎo)通；若IGBT的柵極和發(fā)射極之間電壓為0V，則MOSFET截止，切斷PNP晶體管基極電流的供給，使晶體管截止。因此，IGBT安全可靠與否主要由以下因素決定：

• IGBT柵極與發(fā)射極、集電極與發(fā)射極之間的電壓

• 流過(guò)IGBT集電極－發(fā)射極的電流

• IGBT的結(jié)溫

以上環(huán)境與耐久測(cè)試項(xiàng)目，橫河提供完成的測(cè)試方案，包括儀器和相應(yīng)的軟件，詳情請(qǐng)咨詢(xún)橫河的測(cè)量專(zhuān)家。（未完待續(xù)）