开关电源有哪些测试流程和方法？

开关电源作为电子行业中应用最为广泛的电源模块，其测试流程和方法需遵循 “从基础功能到复杂性能、从静态特性到动态可靠性” 的逻辑流程。具体的测试工程通常分为设计验证测试、生产测试和验证测试几个阶段。

一，测试准备阶段
明确测试标准：所有测试都必须依据产品测试的国家标准进行，包括输入电压范围、输出电压/电流、效率、纹波、保护功能等关键参数。
确定测试仪器：数字万用表、高精度直流电子负载、交流可调电源、示波器、功率分析仪/效率测试仪、温度记录仪、绝缘耐压测试仪、浪涌发生器、振动台等。
制作测试治具：用于快速连接电源的输入、输出和测量点，确保测试的一致性和可靠性。

开关电源测试

二，主要测试流程及方法
第一阶段：基本电气性能测试
输出电压调整率
目的：测试输入电压变化时，输出电压的稳定能力。
方法：将输出负载固定在额定值（如满载），调整输入电压从最小值到最大值，测量输出电压的最大偏差。
负载调整率
目的：测试负载变化时，输出电压的稳定能力。
方法：将输入电压固定在额定值，调整输出负载从最小值（如空载）到最大值（满载），测量输出电压的最大偏差。计算公式同上。
输出精度
目的：测试输出电压与标称值的初始偏差。
方法：在额定输入和额定负载下，测量输出电压，与标称值对比。
效率测试​​
目的：衡量电源的能量转换能力，是重要指标。
方法：使用功率分析仪，同时测量输入功率（Pin）和输出功率（Pout），效率 η = Pout / Pin * 100%。通常需测试在不同输入电压和不同负载点（如10%， 25%， 50%， 75%， 100%负载）下的效率，以绘制效率曲线。
纹波和噪声
目的：测量输出直流电压上叠加的交流杂波。
方法：使用示波器，并将带宽限制在20MHz（模拟实际系统的频宽）。
采用并联探针法：使用同轴电缆，中心线接输出正极，屏蔽层接输出负极，并在探头尖端并联一个47μF电解电容和一个0.1μF陶瓷电容，以消除外部噪声干扰。
测量峰峰值（Vpp）。

纹波测试

第二阶段：动态特性测试
动态负载响应
目的：测试电源对负载剧烈变化的响应速度和稳定性。
方法：使用电子负载的动态模式，让负载电流在两个值之间高速切换。用示波器观察输出电压的过冲、下冲和恢复时间。
开机启动时间 & 关机保持时间

启动时间：从施加输入电压到输出电压达到稳定值的90%所需的时间。
保持时间：在额定输入和满载条件下，关闭输入电压，测量输出电压维持在正常范围内的持续时间。这关系到电源能否应对短暂的电网中断。

电源模块测试

第三阶段：保护功能测试
过流保护
目的：测试输出电流过大时，电源是否能保护自身和后续设备。
方法：缓慢增加负载，直到输出电压开始下降或关闭。记录保护点电流（I_ocp），验证其是否在规格范围内。
过压保护
目的：测试输出电压异常过高时，电源是否能关闭输出。
方法：通常需要人为改变反馈网络，使环路失控，触发OVP。记录触发电压值。
短路保护
目的：测试输出短路时，电源的行为。
方法：将输出端短路，上电。观察电源是进入打嗝模式、完全关闭还是恒定限流。短路移除后，检查是否能自动恢复或需要重启。
过温保护
目的：测试电源内部温度过高时能否保护。
方法：将电源置于高温箱中或用电吹风/热风枪加热关键热源，同时监控温度和输出，记录保护动作的温度点。

过流保护

第四阶段：安全与可靠性测试
绝缘耐压测试
目的：检验初级（输入）和次级（输出）之间的绝缘强度。
方法：使用耐压测试仪，在输入-输出、输入-地、输出-地之间施加高压，要求漏电流小于规定值。
接地电阻
目的：测试接地连接的可靠性。
方法：用微欧计或大电流源测量输入接地端到外壳之间的电阻，通常要求 < 100mΩ。
温升测试
目的：确保所有元器件在 最高输入电压、满载、高温环境下的工作温度低于其额定值。
方法：将电源置于高温箱，在最高输入电压和满载下工作至热稳定，使用热电偶或热成像仪测量关键元件的壳温或表面温度。
高低温循环/老化测试
目的：剔除早期失效产品，考核长期可靠性。
方法：将一批样品在高温下满载运行24-168小时，监测其是否失效。

除了以上测试外，某些开关电源还会测试其EMC性能和音频噪声以及浪涌电流、功率因素等项目。

审核编辑 黄宇