GB/T 43027-2023 高压电源变换器模块测试方法

　　ICS 31 . 200 CCS L 55

　　中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

　　GB/T 43027—2023

　　高压电源变换器模块测试方法

　　Measuring methods of converter modules

　　for high voltage input power supplies

　　2023-09-07 发布 2024-01-01 实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　

　　发

　　

　　布

　　GB/T 43027—2023

　　目 次

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 一般测试要求 1

　　4 . 1 测试的标准大气条件 1

　　4 . 2 仪器设备 1

　　4 . 3 注意事项 2

　　5 测试条件和测试程序 2

　　5 . 1 输入电压范围Vin 2

　　5 . 2 最大输入电流 I inmax 3

　　5 . 3 输入纹波电流 I RIP 3

　　5 . 4 输出电压VO 4

　　5 . 5 输出电压调节范围 5

　　5 . 6 输出电压温度系数 ST 7

　　5 . 7 输出电流 I O 8

　　5 . 8 输出功率 PO 9

　　5 . 9 输出纹波电压VRIP、VRMS 9

　　5 . 10 电压调整率 Sv 10

　　5 . 11 负载调整率 SI 11

　　5 . 12 交叉调整率 SC 12

　　5 . 13 效率 η 13

　　5 . 14 开关频率 f S 14

　　5 . 15 外同步频率范围 f SyN 14

　　5 . 16 短路功耗 PD 15

　　5 . 17 短路电流 I S 16

　　5 . 18 输入电压跃变时输出电压变化VTLN 17

　　5 . 19 输入电压跃变时输出电压恢复时间 tTLN 18

　　5 . 20 负载跃变时输出电压变化VTLD 19

　　5 . 21 负载跃变时输出电压的恢复时间 tTLD 19

　　5 . 22 绝缘电阻 RISO 20

　　5 . 23 容性负载 CL 21

　　5 . 24 隔离电压VISO 21

　　I

　　GB/T 43027—2023

　　5 . 25 隔离电容 CISO 22

　　5 . 26 限流点 I CL 23

　　5 . 27 负载故障恢复时间 tLF 23

　　5 . 28 启动过冲电压VOS 24

　　5 . 29 启动延迟时间 tDLY 25

　　5 . 30 输出电压保持时间(输入掉电时)Thold-up 26

　　5 . 31 输出启动时序(适用于多路输出电源模块) 26

　　5 . 32 输出电压上升时间 Trise 27

　　5 . 33 输入浪涌电压VSUR 28

　　5 . 34 输入浪涌电流 I inrush 29

　　5 . 35 输入欠压保护功能 30

　　5 . 36 输入过压保护功能 30

　　5 . 37 输入电压跌落 31

　　5 . 38 输入启动电流 I start 32

　　5 . 39 空载耗散功率 PNO-L 33

　　5 . 40 反向电流保护 33

　　5 . 41 预偏置启动电压Vpre 34

　　5 . 42 负补偿电压范围 35

　　5 . 43 正补偿电压范围 36

　　5 . 44 遥控开关功能 37

　　5 . 45 遥控开关功能控制电平和控制电流 38

　　5 . 46 过热保护功能 39

　　5 . 47 输出过压保护关断电压 40

　　5 . 48 输出过压保护开启电压 41

　　5 . 49 输出过压保护延迟时间 42

　　5 . 50 输出欠压保护关断电压 43

　　5 . 51 均流精度 EK 44

　　5 . 52 启动同步 45

　　5 . 53 并联工作电源端开关机输出电压特性 46

　　5 . 54 并联工作负载动态响应 47

　　5 . 55 并联工作切换特性 48

　　Ⅱ

　　GB/T 43027—2023

　　前 言

　　本文件按照 GB/T 1 . 1—2020《标准化工作导则 第 1 部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利 。本文件的发布机构不承担识别专利的责任 。

　　本文件由中华人民共和国工业和信息化部提出 。

　　本文件由全国半导体器件标准化技术委员会(SAC/TC78)归口 。

　　本文件起草单位:中国电子技术标准化研究院 、北京新雷能科技股份有限公司 、连云港杰瑞电子有限公司 。

　　本文件主要起草人:王琪 、周权 、金祖敏 、陈亚楠 、郝英杰 、马桂原 、李想 、顾巍 、李建龙 、蔡宇翔 、杨瑞峰 。

　　Ⅲ

　　GB/T 43027—2023

　　高压电源变换器模块测试方法

　　1 范围

　　本文件描述了具有直流/直流(DC/DC)变换功能的高压输入电源变换器模块主要电参数测试方法 。

　　本文件适用于各类电子设备中高压输入电源变换器模块(以下简称电源模块) 的主要电参数测试 , 输入高压范围为 500 v 以下 。其他具有 DC/DC变换功能的器件可参考使用 。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款 。其中 , 注 日期的引用文件 , 仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件 , 其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 。

　　GB/T 4937 . 1—2006 半导体器件 机械和气候试验方法 第 1 部分:总则

　　3 术语和定义

　　本文件没有需要界定的术语和定义 。

　　4 一般测试要求

　　4 . 1 测试的标准大气条件

　　除另有规定外 , 测试的标准大气条件应符合 GB/T 4937 . 1—2006 的相关规定 。

　　4 . 2 仪器设备

　　测量和试验设备应满足测量和试验的使用要求 , 且在计量合格有效期内 。仪器设备的基本要求规定如下:

　　a) 直流电源:响应速度和功率输出满足被测模块测试要求 , 输出纹波电压峰-峰值及带宽应不影响输入纹波电流测试准确度的要求 ;

　　b) 电阻负载或电子负载:响应速度和功率的量值及精度满足被测模块测试要求 ;

　　c) 数字万用表:精度满足被测模块测试要求 ;

　　d) 示波器:至少 100 MHz 的存储示波器 , 带有 20 MHz 输入滤波功能 , 至少具有两个通道 , 电流探头带宽满足要求 ;

　　e) 高压差分探头:至少 20 MHz带宽 , 电压范围满足被测模块输入电压要求 , 与示波器匹配 ;

　　f) 跃变设备:转换速率和幅值满足被测模块测试要求 ;

　　g) 信号源:满足被测模块外同步测试要求 ;

　　h) 绝缘电阻测试仪:测量范围满足被测模块测试要求 ;

　　i) 耐压测试仪:测量范围满足被测模块测试要求 ;

　　j) LCR测试仪:测量范围满足被测模块测试要求 。

　　1

　　GB/T 43027—2023

　　4 . 3 注意事项

　　测试期间 , 注意以下事项。

　　a) 测试设备引起的测试误差应满足所测参数准确度的要求。 若用电子负载 , 应根据被测参数要求 , 合理设置电子负载起始加载电压 、加载速率。 负载对测试结果有影响时 , 以电阻负载为准。

　　b) 应避免外界干扰对测试结果准确度的影响。

　　c) 测试用设备 、仪器等应按其使用要求进行预热。

　　d) 测试期间 , 应关注器件壳温对参数的影响。

　　e) 所有连接输入高压的端子和测试仪器设备的探头等都需要绝缘防护处理 , 在通电前连接好所有线路和探头 , 通电后和测试期间不应接触带高压的连线 、端子和探头。

　　f) 应满足防静电要求。

　　5 测试条件和测试程序

　　5 . 1 输入电压范围 vin

　　5 . 1 . 1 目的

　　测试启动后电源模块输出电流和输出电压能稳定在规定范围内的输入端电压范围。

　　5 . 1 . 2 测试原理图

　　基本测试原理图如图 1 所示。

　　注 : 图中的“开通电平(电流) ”是指遥控端 REM 接该电平(电流)时被测模块开通工作 、正常输出 ;“关断电平(电流) ”是指遥控端 REM接该电平(电流)时被测模块关断输出。

　　图 1 基本测试原理示意图

　　5 . 1 . 3 测试条件

　　应规定下列测试条件:

　　a) 环境温度 TA (或壳温 Tc ) ;

　　b) 输入电压vin ;

　　c) 输出电压vO ;

　　d) 输出电流 I O ;

　　e) 遥控端状态(有此功能时) 。

　　5 . 1 . 4 测试程序

　　测试程序规定如下:

　　2

　　GB/T 43027—2023

　　a) 按图 1 连接测试系统 ;

　　b) 设置输入电压为标称值,调整负载,使输出电流 I O 为规定值 ;

　　c) 接通电源,将被测模块输入端加上规定的输入电压vin ,测得输出电压vO 应满足规定要求 ;

　　d) 设置输入电压分别为vinmax、vinmin ,分别接通电源,测得输出电压vO 应满足规定要求。

　　5 . 1 . 5 注意事项

　　输入电压 、输出电压测试都以引出端根部电压为准。

　　5 . 2 最大输入电流 I inmax

　　5 . 2 . 1 目的

　　测试电源模块在输入电压保持不变时,输入端流过的最大稳态电流。

　　5 . 2 . 2 测试原理图

　　最大输入电流的测试原理图如图 1 所示。

　　5 . 2 . 3 测试条件

　　应规定下列测试条件 :

　　a) 环境温度 TA (或壳温 Tc ) ;

　　b) 输入电压vin ;

　　c) 输出电流 I O ;

　　d) 遥控端状态(有此功能时) 。

　　5 . 2 . 4 测试程序

　　测试程序规定如下 :

　　a) 按图 1 连接测试系统 ;

　　b) 设置输入电压为vinmin ,调整负载,使输出电流 I O 为额定值 ;

　　c) 接通电源,将被测模块输入端加上规定的输入电压vin ,输入端电流表读数即为 I in ;

　　d) 设置输入电压分别为vinmax、vinnOrm ,分别接通电源,测得输入端电流 I in ,最大值即为最大输入电流 I inmax 。

　　5 . 2 . 5 注意事项

　　测试期间,应监测输入电压和输出电压。

　　5 . 3 输入纹波电流 I RIP

　　5 . 3 . 1 目的

　　测试电源模块输入电流包含的交流成分峰-峰值。

　　5 . 3 . 2 测试原理图

　　测试原理如图 2 所示。

　　3

　　GB/T 43027—2023

　　图 2 输入纹波电流测试原理示意图

　　5 . 3 . 3 测试条件

　　应规定下列测试条件 :

　　a) 环境温度 TA (或壳温 Tc ) ;

　　b) 输入电压vin ;

　　c) 输出电流 I O ;

　　d) 测试带宽 ;

　　e) 遥控端状态(有此功能时) 。

　　5 . 3 . 4 测试程序

　　测试程序规定如下 :

　　a) 按图 2 连接测试系统 ;

　　b) 接通电源,使被测模块输入端加上规定的直流输入电压 vin ,调整负载,使输出电流 I O 为规定值 ;

　　c) 按规定条件设置示波器带宽,从示波器直接读出输入电流包含的交流成分峰-峰值 。

　　5 . 3 . 5 注意事项

　　可根据具体被测模块的要求在输入端添加规定的电感和电容 。 对测试带宽没有要求时可采用20 MHz 的带宽测试 。

　　5 . 4 输出电压 vo

　　5 . 4 . 1 目的

　　测试电源模块输出端的电压幅值 。

　　5 . 4 . 2 测试原理图

　　输出电压的测试原理图如图 1 所示 。

　　5 . 4 . 3 测试条件

　　应规定下列测试条件 :

　　a) 环境温度 TA (或壳温 Tc ) ;

　　b) 输入电压vin ;

　　4

　　GB/T 43027—2023

　　c) 输出电流 I O ;

　　d) 遥控端状态(有此功能时) 。

　　5 . 4 . 4 测试程序

　　测试程序规定如下 :

　　a) 按图 1 连接测试系统 ;

　　b) 设置输入电压为规定值,调整负载,使输出电流 I O 为规定值 ;

　　c) 接通电源,将被测模块输入端加上规定的输入电压vin ,测得输出电压vO。

　　5 . 4 . 5 注意事项

　　输入电压 、输出电压测试都以引出端根部电压为准 。

　　5 . 5 输出电压调节范围

　　5 . 5 . 1 目的

　　测试电源模块输出电压的可调节范围 。

　　5 . 5 . 2 测试原理图

　　测试原理图如图 3 所示 。具体调整方法依据电源模块的说明 。

　　a) 输出电压正向调节原理示意图

　　图 3 输出电压调节范围测试原理图

　　5

　　GB/T 43027—2023

　　b) 输出电压负向调节原理示意图

　　c) 输出电压正负向调节原理示意图

　　图 3 输出电压调节范围测试原理图 (续)

　　5 . 5 . 3 测试条件

　　应规定下列测试条件 :

　　a) 环境温度 TA (或壳温 Tc ) ;

　　6

　　GB/T 43027—2023

　　b) 输入电压vin ;

　　c) 输出电流 I O ;

　　d) 遥控端状态(有此功能时) 。

　　5 . 5 . 4 测试程序

　　测试程序规定如下 :

　　a) 根据被测模块的输出电压调节方法,按图 3 连接测试系统 ;

　　b) 设置输入电压为标称值,调整负载,使输出电流在输出电压调节上限时不超出额定输出功率 ;

　　c) 接通电源,将被测模块输入端加上规定的输入电压 vin ,调整电位器 RW ,模块输出电压 vO 应能随之改变,用数字万用表读输出电压,输出电压可调整(上升)到规定的电压调整范围的上限 ;

　　d) 设置输入电压为标称值,调整负载,使输出电流为 I O ;

　　e) 接通电源,调整电位器 RW ,模块输出电压 vO 应能随之改变,用数字万用表读输出电压,输出电压可调整(下降)到规定的电压调整范围的下限 。

　　5 . 5 . 5 注意事项

　　测试期间,应注意以下事项 。

　　a) 测试输出电压调节范围需要保证上调时输出功率不超过额定输出功率,下调时输出电流不超过额定输出电流 。

　　b) 一些电源模块的输出电压正向和负向调节功能与上述测试方法正好相反,测试时要根据被测模块的说明进行调整 。

　　5 . 6 输出电压温度系数 ST

　　5 . 6 . 1 目的

　　测试电源模块在规定温度范围内,当输入电压及输出电流保持不变时,由于温度的变化而引起的每单位温度的输出电压相对变化率 。

　　5 . 6 . 2 测试原理图

　　测试原理图如图 1 所示 。

　　5 . 6 . 3 测试条件

　　应规定下列测试条件 :

　　a) 环境温度 TA (或壳温 Tc ) ;

　　b) 输入电压vin ;

　　c) 输出电流 I O ;

　　d) 遥控端状态(有此功能时) 。

　　5 . 6 . 4 测试程序

　　测试程序规定如下 :

　　a) 按图 1 连接好测试线路 ;

　　b) 接通电源,加输入电压 vin ,在 TA = 25 ℃状态下,用电压表测输出正端与输出负端间的电压,记为vO1 ;

　　7

　　GB/T 43027—2023

　　c) 使被测模块在规定的最低工作温度 TAmin (或壳温 Tcmin )下,达到热平衡后,接通电源,加输入电压vin ,测试输出电压,记为vo2 ;

　　d) 使被测模块在规定的最高工作温度 TAmax (或壳温 Tcmax )下,达到热平衡后,接通电源,加输入电压vin ,测试输出电压,记为vo3 ;

　　e) 按公式(1)和公式(2)计算温度系数 :

　　STdown

　　式中 :

　　STdown — 低温温度系数 ;

　　vo2 — 低温下输出电压,单位为伏(v) ;

　　vo1 — 常温下输出电压,单位为伏(v) ;

　　TA — 环境温度,单位为摄氏度(℃) ;

　　TAmin — 低温环境温度,单位为摄氏度(℃) 。

　　STuP

　　式中 :

　　STuP — 高温温度系数 ;

　　vo3 — 高温下输出电压,单位为伏(v) ;

　　vo1 — 常温下输出电压,单位为伏(v) ;

　　TA — 环境温度,单位为摄氏度(℃) ;

　　TAmax — 高温环境温度,单位为摄氏度(℃) 。

　　f) 取公式(1)和公式(2)中绝对值较大的数作为模块的温度系数 ST 。

　　5 . 7 输出电流 I 0

　　5 . 7 . 1 目的

　　测试电源模块输出端流向负载的电流 。

　　5 . 7 . 2 测试原理图

　　输出电流的测试原理图如图 1 所示 。

　　5 . 7 . 3 测试条件

　　应规定下列测试条件 :

　　a) 环境温度 TA (或壳温 Tc ) ;

　　b) 输入电压vin ;

　　c) 输出电压vo ;

　　d) 遥控端状态(有此功能时) 。

　　5 . 7 . 4 测试程序

　　测试程序规定如下 :

　　a) 按图 1 连接测试系统 ;

　　b) 调节输入电压,使被测模块输入端加上规定的直流输入电压vin ;

　　c) 使输出电压处于规定状态,调整负载,从接于负载端的电流表上直接读出 I o 。

　　8

　　GB/T 43027—2023

　　5 . 8 输出功率 PO

　　5 . 8 . 1 目的

　　测试电源模块输出端向负载输出的功率大小。

　　5 . 8 . 2 测试原理图

　　测试原理图如图 1 所示。

　　5 . 8 . 3 测试条件

　　应规定下列测试条件 :

　　a) 环境温度 TA (或壳温 Tc ) ;

　　b) 输入电压vin ;

　　c) 输出电压vO ;

　　d) 遥控端状态(有此功能时) 。

　　5 . 8 . 4 测试程序

　　测试程序规定如下 :

　　a) 按图 1 连接测试系统 ;

　　b) 调节输入电压,使被测模块输入端加上规定的直流输入电压vin ;

　　c) 使输出电压处于规定状态,调整负载,从接于负载端的电流表上直接读出 I O ,从接于被测模块输出端的电压表上读出vO ,计算 vO 与 I O 的乘积为输出功率 PO。

　　5 . 9 输出纹波电压VRIP、VRMS

　　5 . 9 . 1 目的

　　测试电源模块直流输出电压中所包含的交流成分峰-峰值vRIP和有效值(RMS)vRMS。

　　5 . 9 . 2 测试原理图

　　输出纹波电压的测试原理图如图 1 所示。

　　5 . 9 . 3 测试条件

　　应规定下列测试条件 :

　　a) 环境温度 TA (或壳温 Tc ) ;

　　b) 输入电压vin ;

　　c) 输出电流 I O ;

　　d) 测试带宽 ;

　　e) 输出电压vO ;

　　f) 遥控端状态(有此功能时) 。

　　5 . 9 . 4 测试程序

　　测试程序规定如下 :

　　a) 按图 1 连接测试系统 ;

　　b) 调节输入电压,使被测模块输入端加上规定的直流输入电压vin ;

　　9

　　GB/T 43027—2023

　　c) 调整负载,使输出电流 I O 为规定值 ;

　　d) 按规定条件设置示波器带宽,从示波器上读出输出电压包含的交流成分峰-峰值和有效值(RMS) 。

　　5 . 9 . 5 注意事项

　　测试期间,应注意以下事项 。

　　a) 测试期间,应避免外界干扰对纹波测量的影响,如:使示波器接地端与测试点之间的接线尽可能短 。对于用示波器测试探头可直接测试的模块,可以采用图 4a)所示的方法直接测试 。对于不能用示波器探头直接测试或功率 、电流较大的模块,可采用图 4b)所示的方法测试 ;

　　b) 对测试带宽没有要求时可采用 20 MHz 的带宽测试 。

　　a) 输出纹波电压测试示意图 一