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電源供應器之測試技術

簡介

直流電源供應器為一將交流電源轉換成所需直流電源的裝置。一個良好的電源供應器必須符合所有功能規格、保護特性、安全規範（如UL、CSA、VDE、DEMKO、SEMKO等之耐壓、抗燃、漏電流、接地等安全規格）、電磁相容能力（如FCC、CE等之傳導與幅射干擾）、可靠度（如燒機之壽命測試）、及其他之特定需求等。本文之主要內容係以討論電源供應器之功能規格及保護特性之測試為主。

電源供應器包括下列之型式：

?ACDC：如個人用、家用、辦公室用、工業用(桌上型PS/2或ATX電腦、週邊、傳真機、充電器)

?DCDC：如可攜帶式產品(行動電話、筆計型電腦、攝影機)

?DCAC：如車用轉換器(12V～115/230V)、通信交換機之振鈴信號電源

?ACAC：如交流電源變壓器、變頻器、UPS不斷電電源

以上之輸出還包含電壓源(一般大多數為電壓源)或電流源(如電池充電器)之單組輸出或多組輸出(視需求而定)之各種結構。

電源供應器之設計、製造及品質管制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(亦即為各項規格)，並驗証能否通過。實務上，電源供應器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格之需求。

電氣功能(ElectricalSpecifications)測試

當驗証電源供應器的品質時，下列為一般的功能性測試項目，茲分別詳細說明如下：

功能(Functions)測試：

?輸出電壓調整(HoldonVoltageAdjust)

?電源調整率(LineRegulation)

?負載調整率(LoadRegulation)

?綜合調整率(ConmineRegulation)

?輸出漣波及雜訊(OutputRippleNoise,RARD)

?輸入功率及效率(InputPower,Efficiency)

?動態負載或暫態負載(DynamicorTransientResponse)

?電源良好/失效(PowerGood/Fail)時間

?起動(SetUp)及保持(HoldUp)時間

保護動作(Protections)測試：

?過電壓保護(OVP,OverVoltageProtection)

?短路保護(Short)

?過電流保護(OCP,OverCurrentProtection)

?過功率保護(OPP,OverPowerProtection)

安全(Safety)規格測試：

?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格，工作溫度須於安全規格內。

?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

電磁相容(ElectromagneticCompliance)測試：

電源供應器需符合CISPR22、CLASSB之傳導與幅射的4dB餘裕度，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

可靠度(Reliability)測試：

燒機壽命測試：高溫(約5060度)及長時間(約824小時)滿載測試。

其他測試：

?ESD：ElectrostaticDischarge靜電放電(人或物體經由直接接觸或間隔放電引起)在215KV之ESD脈波下，待測物之每個表面區域應執行連續20次的靜電放電測試，電源供應器之輸出需繼續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)之超過穩壓範圍的狀況、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，應不致造成零件故障(Failure)。

?EFT：ElectricalFastTransientorburst一串切換雜訊經由電源線或I/O線路之傳導性干擾(由電力站或建築物內引起)。

?Surge：經由電源線之高能量暫態雜訊干擾(電燈之閃動引起)。

?VD/I：DipsandInterrupts電源電壓下降或中斷(電力分配系統之故障或失誤所引起，例如電力站之過載或斷路器之跳脫所引起)

功能規格測試

輸出電壓調整

當製造交換式電源供應器時，第一個測試步驟為將輸出電