AC

基本性能测试

注意：我司AC-DC 模块电源产品的输入标称电压为115VAC 或230VAC。

1， 输出电压精度

2，线性电压调节率

3，负载调节率

4，转换效率

AC-DC 模块电源的转换效率：输入端不能直接采用万用表测试电压和电流的乘积值作为输入的功率，一般采用功率计直接读取输入功率Pin；输出端通过实际输出负载值Iout 和输出电压值Vout 计算输出功率。

注：输入为交流方式，由于产品内部的感抗和容抗的存在，导致输入的电压和电流出现相位差以及输入电流波形发生畸变。

5，纹波噪声

5.1，纹波噪声测试方法

纹波和噪声是叠加在直流输出上的周期性和随机性交流成分，它也影响着输出精度，一般对纹波和噪声采用峰-峰值计量(mVp-p)。

第一步，先将示波器带宽设置为20MHz，可以有效滤除高频噪声；

第二步，采用平行线测试法、双绞线或靠侧法，如图1。

图1 平行线测试法

注意：

（1）C1=1uF（高频陶瓷电容）；

（2）C2：采用容值为10uF（电解电容），耐压值降额80%以上，与推荐值技术手册一致；

（3）两平行线铜箔带之间的距离为2.5mm，两平行铜箔带的电压降之和应小于输出电压值的2%。

图2 双绞线测试法

另一种测试方法如图2 所示双绞线测试法，采用30cm 长、#20AWG 线规组成的双绞线与被测开关电源的Vo 及0V 连接，在Vo 与0V 之间接上阻性假负载。在双绞线末端接一个10μF 电解电容，在测量点连接时，一端接在Vo 上，另一端接到地平面端。

图4-3 靠测法

由于示波器的地线夹会接收各种高频噪声，干扰测量结果，为了屏蔽干扰可采用靠侧法测试，如图4-3 所示。实际测试的纹波和噪声会因电路和外接元件的不同而有所差异，图4 为实际测试的纹波噪声波形。

图4 纹波噪声测试波形图

5.2，LS01/LS03-R2/LS05 产品的纹波噪声测试

由于该系列的产品属于经济型小体积，输入和输出端都不存在起滤波作用的电解电容，因此在测试和使用该系列产品时，有其特定的使用要求：

（1）输入端与输出端必须按照产品技术手册的要求，接入相应外部器件，典型应用电路如下图5：

图5 LS 系列产品典型电路

注：C1、C2 务必要接上，否则会导致产品无法启动或电压输出异常。

（2）纹波噪声测试图

图6 LS 纹波噪声测试图

注：输出纹波噪声需要使用π型滤波。

6 隔离及绝缘特性

图7 耐压测试图

耐压测试方法：

接线图如图7，按照耐压的测试标准，将耐压值从0 开始慢慢往上调，当调至设定值时，在设定值处维持一分钟时间。

绝缘强度：

分别短路输入端和输出端的引脚，并在输入、输出端间加隔离电压(直流或交流的峰值，根据产品给出的隔离电压) 测试1 分钟。

常见疑问

1， 接地----输入和输出

输入接地：AC-DC 模块电源输入端一般有3 个引脚，火线L、零线N、保护地FG，FG通常和设备的机壳或电网中的地线连接。

输出接地：在实际应用中，部分客户将输出地与保护地直接相连，如下左图所示，这样连接可能会由于雷击浪涌、群脉冲等干扰导致产品输出异常或损坏，因此不建议将输出地与保护地直接相连，可以通过Y 电容连接（一般推荐1000pF/400V），如下图8 所示。

图8 输出负与保护地的接法

2，浪涌电流

浪涌电流分产品启动瞬间的尖峰电流（习惯上称为产品启动冲击电流）和工作过程中感应到的巨大的浪涌电压形成的电流，抑制产品启动瞬间的尖峰电流，主要采取的方案是输入端增加防护器件热敏电阻或绕线电阻，减少浪涌电流,而高压产生的浪涌电流主要通过压敏电阻防护，通过压敏电阻泄放能量。

3， 漏电流

漏电流有两个概念，一是产品正常工作过程中，输入端对保护地之间的泄漏电流；二是产品在做耐压测试过程中，隔离带之间的漏电流。

4 ，交直流输入

AC-DC 电源输入端一般采取全桥整流，满足交流和直流电压两种供电方式。

5，I 类、II 类设备和保护地FG 的关系

EN60950 中对I 类、II 类设备有明确的定义：

I 类设备指采用基本绝缘，而且还要装有一种连接装置，使那些在基本绝缘一旦失效就会带危险电压的导电零部件与建筑物配线中的保护接地导体相连。I 类设备带有保护地FG引脚，如我司的常规的LH 系列的产品。

II 类设备指防电击保护不仅依靠基本绝缘，而且还采取附加安全保护措施的设备（例如采用双重绝缘或加强绝缘的设备），这类设备既不依靠保护接地，也不依靠安装条件的保护措施。II 类设备不具有保护地FG 引脚，如我司的LS/LD 系列的产品。

6， 输入瞬变

输入电源线的电压瞬变对电源产品是有破坏性的，假如输入端的电源瞬变大于产品输入的高限值，必须在输入端增加保护电路。

7，输出空载使用

空载使用对于多路输出的产品会存在输出电压超规格的情况，可能达到20%或者更大，在实际应用中建议最小负载为满负载的10%。

8， 工作温度

产品在高温的环境下工作，其内部元器件的温度要比环境的要高许多，为保证产品可靠的工作，常规的产品最高的环境工作温度为70℃，当环境温度达到55℃时就需要降额；而在低温的情况下工作，由于内部电解电容和其他元器件的低温特性，也存在功率降额的要求。同时，输出的纹波噪声会比常温值大，降额曲线具体内容可参考产品型号对应的技术手册。

9，产品外壳电压丝印标示

产品丝印标示为100VAC-240VAC，为什么技术手册是85VAC-264VAC？主要出于安规认证的考虑。一般认证机构在测试产品时会按照产品丝印标示上的输入电压范围进行±10%、甚至到±15%的波动来测试其性能，因此行业内产品丝印标示一般都会是输入电压范围为100VAC-240VAC。

10，防辐射干扰

开关电源内部电路如控制电路、环路调节电路等，遇到强的辐射时会影响到其正常工作。开关电源的辐射抗扰度测试标准是IEC/EN61000-4-3 10V/m，该条件下测试电源能够稳定工作，而当遇到很强的辐射干扰时，如对讲机等强辐射设备，当靠近开关电源时，产生的辐射强度是实验室测试条件的几倍甚至几十倍以上，因此强辐射设备使用时需远离开关电源模块。

11，EMC 外围推荐电路

AC/DC 电源前端输入为高压，输入端的供电环境相对比较复杂，因此输入端相应的加入EMC 防护电路是非常必要的，特别是对于小体积的产品，如LD01/02 和LS01/03/05 产品，由于体积原因，防护电路很难设计在模块内部，需要客户参照技术手册搭建外围电路，否则在复杂的供电环境下产品有损坏风险。

12，电源时序要求

多个系统或多个功能电路一起启动工作时，一般都会要求控制电路先工作，保证系统能够正常的初始化，后到各个部件正常带电，因此，在选择电源给各个系统或功能电路供电时，若系统对时序要求较高，需要重点关注这电源的启动时间；而供电出现异常的情况下，则要求控制电路最后掉电，保证整个系统的正常关闭，因此，电源模块的掉电保持时间也需重点关注。

AC-DC 模块电源应用安全设计

1，标志要求

在保险丝、保护地、开关处必须按照安规要求明确标志规格和符号，能够触及的危险电压和能量贴危险警告标识。

2，材料要求

输入的L、N、FG 连接线分别使用褐色、蓝色和黄绿色导线。属于依靠基本绝缘加保护地防电击的设备（Ⅰ类设备），确保接地线（黄绿线）与大地良好连接，接地电阻小于0.1Ω。

3，电气间隙和爬电距离

确保L 和N 在保险丝之前电气间隙大于2mm,爬电距离大于2.5mm，输入和金属外壳或SELV 电路之间电气间隙大于5mm，爬电距离大于6.4mm（在高海拔环境下应用，需增加爬电距离及电气间隙）。

4，输入端电容

如果在产品输入端接X 电容用以改善EMI 性能，如接入的电容过大，则需要并接放电电阻，放电时间常数应小于1S（放电时间常数等于电容和电阻的乘积），安规要求，输入端断电1S 后，产品输入端子上的电压要下降到37%。

电源模块应用的热设计

1，采用自然风冷

对于一些小型化，高功率密度的电源模块(主要是板载式电源模块)来说，由于受体积，成本等因素的影响，其电源模块大部分采用自然风冷作为主要的散热方式。通常的板载式的电源模块的散热途径主要有以下几种：

（1）通过空气自然对流的方式将热量从电源模块外壳和暴露表面传至空气中，如果电源模块与PCB 之间有间隙，也会通过其中的沟道传到周围环境中；

（2）通过辐射由模块的暴露外壳辐射到周围物体表面或从模块的底部辐射到PCB 板；

（3）通过传导方式经模块管脚传到PCB 板上。

2，加强制性散热器风扇

许多应用系统中，即使加装了散热片，电源的工作条件也得不到很好的改善。在这种散热比较困难的系统中应用，需通过加装强制性散热器风扇作为主要的散热方式。风扇安装的一般指导原则是，形状较长电源模块，风扇吹风方向应该是水平的，沟道内的风扇吹风方向应该是垂直的以便于形成“烟囱效应”而有利于散热。另外还可在风扇与模块之间涂一层导热脂或其他导热填充材料，使风扇与模块电源外壳（或电源金属基板）之间的结合紧密以减少热阻，但不要因过紧而造成模块电源外壳（或电源金属基板）变形。在高海拔条件下，因空气稀薄及大气压强的影响，系统本身的散热相对较差，为降低系统温升，必须采用强制散热或者降额使用。

来源：金升阳