电源模块可靠性测试实战指南

前言

随着现代科技的迅速发展，市场对产品质量的要求不断提高，产品质量已成为企业核心竞争力的关键因素。在这个“品质为王”的时代，电源制造商们也面临着更高的要求，只有经过多种严格检测方式验证的产品才能在市场上获得广泛认可和应用。如果您想确保您的模块安全可靠，金鉴实验室为您提供了一份产品可靠性测试的宝典。

一、反复短路测试

在各种输入和输出状态下，对模块进行输出短路测试是至关重要的。在这一测试中，模块应具备保护机制或回缩功能，以确保在短路情况下能够有效应对。通过反复多次进行短路测试，并在故障排除后，模块应能够自动恢复正常运行。这种能力对于产品的可靠性和稳定性至关重要，也是金鉴实验室在测试过程中重点关注的一项指标。

测试方法：

（一）空载到短路

在输入电压全范围内，将模块从空载到短路，模块应能正常实现输出限流或回缩，短路排除后，模块应能恢复正常工作。让模块反复从空载到短路不断工作，短路时间为1s，放开时间为1s，持续时间为2小时。然后短路放开，判断模块是否能够正常工作

（二）满载到短路

在输入电压全范围内，将模块从满载到短路，模块应能正常实现输出限流或回缩，短路排除后，模块应能恢复正常工作。让模块从满载到短路，然后保持短路状态2小时，之后短路放开，判断模块是否能够正常工作

（三）短路开机

将模块的输出先短路，在模块的输入电压范围内上电，模块应能实现正常的限流或回缩，短路故障排除后，模块应能恢复正常工作，重复上述试验10次后，之后短路放开，判断模块是否能够正常工作。

判定标准：

上述试验后，电源模块开机能正常工作；开机壳检查，电路板及其他部分无异常现象（如输入继电器在短路的过程中触电是否粘住了等），合格；否则不合格。

二、反复开关机测试

测试说明：

在电源模块输出带有最大负载的情况下，分别将输入电压设置为220V，（输入过压点-5V），以及（输入欠压点+5V）的条件下进行测试。通过反复开关输入电压，评估电源模块在这些极端输入电压条件下的反复开关机性能。这项测试旨在验证电源模块在不同输入电压情况下的稳定性和可靠性，以确保其在实际应用中能够正常工作并具备良好的性能表现。

测试方法：

（一）输入电压为220V，电源模块带最大负载，用接触器控制电压输入，合15s，断开5s（可以用ac source进行模拟），连续运行2小时，电源模块应能正常工作；

（二）输入电压为过压点-5V，电源模块带最大负载，用接触器控制电压输入，合15s，断开5s（可以用ac source进行模拟），连续运行2小时，电源模块应能正常工作；

（三）输入电压为欠压点-5V，电源模块带最大负载，用接触器控制电压输入，合15s，断开5s（可以用ac source进行模拟），连续运行2小时，电源模块应能正常工作。

判断标准：

以上试验中，电源模块工作正常，试验后电源模块能正常工作，性能无明显变化，合格；否则不合格。

三、输入低压点循环测试

测试说明：

在电源模块的输入欠压点保护设置中，常常会出现以下情况：当输入电压较低且接近电源模块的欠压点时，模块可能会自动断开以保护电路。然而，在带载状态下发生欠压并断开后，由于电源内部阻抗的影响，当负载被卸载后电压会上升，这可能导致电源模块在低电压状态下反复开关的情况发生。这种情况需要特别注意，以确保电源模块在实际应用中能够稳定可靠地工作，避免因电压波动引起的不必要开关动作。

测试方法：

在电源模块满载运行的情况下，通过将输入电压从（输入欠压点-3V）缓慢增加到（输入欠压点+3V），变化时间设置为5至8分钟，并反复循环运行。在这个过程中，电源模块应该能够正常稳定地工作，连续运行至少0.5小时而不出现明显的性能变化。这项测试旨在验证电源模块在不同输入电压条件下的稳定性和可靠性，确保其能够持续有效地工作而不受外部电压变化的影响。

判定标准：

电源模块正常连续运行，最少0.5小时后性能无明显变化，合格；否则不合格。

四、输入瞬态高压测试

测试说明：

由于PFC电路采用平均值电路进行过欠压保护，因此在出现输入瞬态高压时，PFC电路可能会迅速触发保护机制，导致潜在损坏。为评估电源模块在瞬态情况下的稳定运行能力以确保可靠性，需要进行测试以验证其在这种情况下的表现。这项测试旨在确保电源模块能够有效应对输入电压的瞬态变化，避免因此造成损坏或不稳定的工作状态。

测试方法：

（一）额定电压输入，用双踪示波器测试输入电压波形和过压保护信号，输入电压从限功率点加5V跳变为300V，从示波器上读出过压保护前300V的周期数n，作为以下试验的依据。

（二）额定输入电压，电源模块带满载运行，在输入上叠加300V的电压跳变，叠加的周期数为（n－1），叠加频率为1次/30s，共运行3小时。

判定标准：电源模块在上述条件下能够稳定运行，不出现损坏或其他不正常现象，合格；否则不合格。

五、输入电压跌落及输出动态负载

测试说明：

在金鉴实验室的实际使用场景中，当输入电压下降时，电源模块可能会遭遇突然增加负载的极端情况，导致功率器件和磁性元件处于最大瞬态电流状态。通过测试可以验证金鉴实验室设计的控制时序、限流保护等电路以及软件的合理性，确保电源模块在这种突发情况下能够可靠工作并保持稳定性。

测试方法：

（一）将输入电压调整为在欠压点＋5V（持续时间为5s）、过压点-5V（持续时间为5s）之间跳变，输出调整在最大负载（最大额定容量，持续时间为500ms）、空载（持续时间为500ms）之间跳变，运行1小时。

（二）将输入电压调整为欠压点＋5V（持续时间为5s）、过压点-5V（持续时间为5s）之间跳变，输出调整在最大负载（最大额定容量，持续时间为1s）、空载（持续时间为500ms）之间跳变，运行1小时。

判定标准：

在金鉴实验室的实际应用中，电源模块在上述条件下应能稳定运行，不出现损坏或其他异常现象，以符合金鉴实验室设定的合格标准；若发生损坏情况，将详细记录故障问题，以便金鉴实验室进行损坏原因分析提供有力依据。

六、高压空载，低压限流态运行实验

测试说明：

在金鉴实验室的实际测试中，高压空载运行用于评估模块的损耗情况，特别是针对带有软开关技术的模块。在这种测试条件下，软开关会转变为硬开关，导致模块的损耗相应增加。另外，低压满载运行则旨在测试模块在最大输入电流下的损耗情况。通常情况下，当模块在低压输入、满载输出时运行，其效率最低，这会导致模块发热问题尤为严重。

测试方法：

（一）将模块的输入电压调整为输入过压保护点-3V，模块的输出为最低输出电压，空载运行，此时，模块的占空比为最小，连续运行2小时，模块不应损坏；

（二）将模块的输入电压调整为欠压点+3V，模块的输出为最高输出电压的拐点状态，此时模块的占空比为最大，连续运行2小时，模块不应出现损坏；

（三）将模块的输入电压调整为效率最低点时的输入电压，模块输出为最高输出电压的拐点状态，连续运行2小时，模块不应损坏；

（四）将模块的输入电压调整为过压点-3V，模块的输出为最高输出电压的拐点状态，此时模块的占空比为最大，连续运行2小时，模块不应出现损坏；

（五）将模块的输入电压调整为效率最低点时的输入电压，模块输出为最高输出电压的拐点状态，连续运行2小时，模块不应损坏。

金鉴提示：上述的测试，必须在规格书规定的最高工作温度下进行。

判定标准：

在上述条件下工作，模块没有出现损坏，合格；否则不合格。

七、电源特殊波形试验

测试说明：

在金鉴实验室的测试中，我们评估电源模块在电网波形出现畸变时（如尖锋、毛刺和谐波）的稳定运行能力。

测试方法：

在金鉴实验室的测试中，我们会利用AC源为模块供电，使其满载输出；同时，使用AC源模拟尖锋、毛刺和谐波电压输入，每种特殊电压输入下进行2小时的工作，并测量输入电流和输出电压。在测试过程中，我们特别关注模块的稳定运行能力，并会重点关注X电容、辅助电源、软启动电阻等潜在存在问题的部分。

判定标准：

在金鉴实验室的测试标准下，我们要求模块在实际应用中能够稳定运行且不受损害，在尖锋、毛刺和谐波电压等情况下表现良好，方可被认定为合格；否则将被视为不合格。

八、有源pfc性能测试

测试说明：

在金鉴实验室的测试环境下，我们知道带有源PFC的电源模块对电网尖锋、毛刺和谐波极为敏感，因此需要进行全面仔细的测试。

测试方法：

通过在金鉴实验室使用AC Source交流源作为输入电压源，我们能够在输出带半载和满载的情况下进行测试，监测输入电流波形、电压波形以及PFC后的电压。同时，我们可以测试在电网尖锋、毛刺和谐波情况下输入电压和电流的相位、幅值关系。此外，我们还可以测量PFC开关管的电流和电压，以验证在全电压范围以及毛刺、尖锋、谐波等情况下开关管和其他功率器件的安全性，以及其对电流跟踪电压变化的能力。

判定标准：

PFC测试在金鉴实验室中被视为可靠性的重要参考指标。一旦出现严重问题，我们将立即采取行动解决。电源模块的可靠性是制造商核心质量的体现。在面对复杂多变的市场环境时，只有选择能够自主研发和生产高品质模块的制造商，才能有效支持企业的长期发展。