TS-S060101006(通信电源系统极限测试规范V10)

测试规范安圣电气测试部规范编码：版本：V1.0密级：机密生效日期：2001.04.30页数：37通信电源系统极限测试规范拟制：毕锋杰日期：审核：日期：规范化审查：日期：批准：日期：更改信息登记表规范名称:电源监控开关量输出设计规范规范编码:版本更改原因更改说明更改人更改时间V1.0新拟制毕锋杰2001.04.10目录1.目的22.适用范围23.专用术语24.引用/参考标准25.测试基本原则及判定准则25.1测试基本原则25.2不合格测试项目分类原则25.3产品判定准则36.测试仪器、测试工具、测试环境36.1测试仪器36.2测试工具46.3测试环境47.测试项目、测试说明、测试方法、判定标准4第一部分非破坏性电气性能极限测试47.1输出短路47.2输入低压点循环67.3输入电压跌落及输出动态负载67.4高压空载低压满载运行试验87.5相不平衡极限87.6交流输入转换极限97.7均流极限10第二部分破坏性电气性能极限测试117.8失零极限（选做）127.9线零短路测试（选做）127.10操作过电压测试13电源系统极限测试规范测试研究部内部资料，注意保密57.12温湿度极限测试147.13耐压极限测试157.14静电放电（ESD）极限测试16第三部分监控部分的极限测试187.15下电的异常测试187.16数据线连接异常测试188.其它说明199.附录表格19电源系统极限测试规范测试研究部内部资料，注意保密61.目的极限测试的目的是：在产品开发和测试过程中，通过强化试验手段查找产品设计极限和薄弱环节，采取改进措施，以使产品获得更高的可靠性。规范极限测试的测试项目，规定测试项目、测试条件、测试方法，并给出判定依据。在规范的附表中给出极限测试表格，方便测试过程中的记录。2.适用范围适用于安圣电气有限公司开发部开发的通信电源系统。3.专用术语3.1标准气候条件：标准气候条件指如下环境――环境温度：15℃至35℃――相对湿度：25％至75％――大气压：86Kpa至106Kpa3.2极限测试的范围定义通信电源系统的工作范围大致可以由下图来表示，其中横轴代表工作电压或电流（可以理解为输入电压、输出电压、输入电流、输出电流，等等），纵轴代表工作环境（可以理解为温度、湿度、温度冲击范围、电路工作状态，等等）。产品正常的工作范围和测试范围一般集中在I区，在I区中，产品承受的各种应力都不大，工作电压、电流，环境距离极限值都很远。在I区里，主要进行产品基本性能电源系统极限测试规范测试研究部内部资料，注意保密7的测试，参考《通信电源系统测试规范》。I区符合规格书规定的最大条件，超出规格书规定的范围，即达到II区。工作电压电流和工作环境靠近极限值的区域为II区，超出极限值之外的为III区。极限试验主要集中在II区和III区，因为产品工作在II区和III区里时承受的各种应力较工作在I区时大许多，甚至超出产品所能承受的极限值，这时，更有利于发现产品的薄弱环节和致命点。对这些薄弱环节加以改进，能有效的提高产品的性能和可靠性。极限试验主要从温度应力，振动应力（因试验条件限制，可选），电应力和抗扰性应力四个方面的内容，其中温度应力部分的内容主要参考《可靠性强化试验规范》。4.引用/参考标准1电工电子产品环境试验国家标准汇编2安圣电气有限公司企业标准3安圣电气有限公司产品开发规格书4安圣电气有限公司可靠性强化试验规范5MIL-HDBK-338B，《ElectronicReliabilityDesignHandbook》5.测试基本原则及判定准则5.1测试基本原则极限和可靠性测试以测试规范、开发规格书书为依据，以测试数据为准绳，站在用户的角度对电源系统进行极限和可靠性测试，尽量在草样机或第一轮测试阶段发现电源系统存在的设计缺陷，测试工作不受项目组态度与思路及其它干扰测试过程因素的影响，独立按测试流程进行，但必须就测试中发现的问题积极与开发人员进行沟通，协助开发人员解决问题。5.2不合格测试项目分类原则5.2.1A类问题（致命问题）*威胁用户人身或财产安全的所有项目；电源系统极限测试规范测试研究部内部资料，注意保密8*引起电源系统不能正常工作或性能严重劣化的所有项目；5.2.2B类问题（严重问题）*技术指标未达到设计规范书的要求，但不影响用户使用的项目；*各种情形下（如瞬态）可能导致电源系统结构或电路损坏的项目；*抗扰性指标未达到设计规范书的项目；5.2.3C类问题（一般问题）*不影响电源系统性能的项目；5.2.4D类问题（讨论问题）*研究性测试未合格项；*测试规范中未明确界定的项目；*对于测试项目不合格项测试人员与开发人员有分歧的项目；*测试中发现的问题对于用户的影响不能确认的；5.2.5E类问题（已解决问题）*测试过程中已解决的不影响测试正常进行的问题；5.3产品判定准则（1）草样或第一轮样机有热、绝缘等致命问题不合格，其它电气性能指标有问题只要找到解决方法，合格；否则不合格。（2）正样测试阶段，不更改PCB板和系统结构，非关键元器件替换测试通过，合格；否则不合格。（3）中试阶段不允许任何更改，测试通过，合格；否则不合格。6.测试仪器、测试工具、测试环境6.1测试仪器电源系统极限测试规范测试研究部内部资料，注意保密9序号仪器仪表备注名称参考型号1单相ACSOURCEPCR4000L交直流两用，交流时可模拟电网谐波、尖峰等2三相ACSOURCECHROMA65903三相调压器TSGCJ-200-500V/23A，20KVA4交流发电机5电子负载PLZ1003W1.5-120V/0-200A，1000W6电子负载PLZ1003WH
5-500V/0-50A，1000W7交直流电子负载300V/4A，300W8电阻箱200A/48V9电阻箱25A/220V10模拟示波器SS-7810100MHZ11数字示波器TDS340,410,420,430,510,75412万用表FLUKE45FLUKE8713温度记录仪DR130DR230可同测量多点温度14温箱模拟温湿环境15电流枪AM503B16负载切换板6.2测试工具测试部所有仪器6.3测试环境测试实验室、环境实验室、EMC实验室7.测试项目、测试说明、测试方法、判定标准第一部分非破坏性电气性能极限测试7.1输出短路7.1.1测试说明:在各种输入和输出状态下将系统输出短路，整流模块应该能够实现保护或短路回缩，或者靠近故障点最近的保护装置（熔断器、空开等）动作。短路故障排除后，电源系统极限测试规范测试研究部内部资料，注意保密10系统应该能自动恢复正常运行，整流模块能输出正常电压并提供负载和电池充电电流。高阻柜电源系统在某一支路发生短路时，柜内高阻片应起到保护作用，不应影响其他支路的正常工作。试验时应注意以下事项：在带蓄电池的情况下，短路瞬间蓄电池的放电电流可能高达数十千安，如果电池熔芯没有熔断或没有及时熔断，将造成蓄电池组起火、电池放亏或损坏甚至爆炸、可能由于超过连接电缆的载流能力而引起电缆起火、电缆迅速发热等故障和危险。市场上曾出现施工方在安装过程中将两组300Ah的蓄电池短路导致其中一组损坏的事故。7.1.2测试条件:A.市电输入为额定电压输入，标准正弦波形。B.系统输出为额定输出电压、0~100%额定输出电流。C.本测试项目针对工业电源系统等小容量的电源系统和高阻柜系统，试验时应带电池。D.在3.1节所描述的标准气候条件下试验。7.1.3测试方法:A.分别从系统输出的正负输出端引出电缆接到直流接触器的相应端子，并将控制端通过一个开关连接到另外的直流电压（根据接触器选择48V或24V）上。通过控制接触器导通和断开，来进行短路试验。高阻柜系统试验时应在高阻片的输出端。注意短路点为系统输出端。B.空载到短路：在输入电压范围内，将系统从空载到短路，整流模块应能正常实现输出限流或短路回缩，或者靠近故障点最近的保护装置（熔断器、空开等）动作，短路故障排除后，系统应能恢复正常工作，整流模块输出正常电压和电流。本试验操作2次，每次工作时间为0.5~2分钟。C.满载到短路：在输入电压范围内，将系统从满载到短路，整流模块应能正常实现输出限流或回缩，或者靠近故障点最近的保护装置（熔断器、空开等）动作，短电源系统极限测试规范测试研究部内部资料，注意保密11路故障排除后，系统应能恢复正常工作，整流模块输出正常电压和电流。本试验操作2次，每次工作时间为0.5~2分钟。D.短路开机：将系统的输出先短路，再上市电，在系统的输入电压范围内上电，整流模块应能实现正常的限流或回缩，或者靠近故障点最近的保护装置（熔断器、空开等）动作，短路故障排除后，系统应能恢复正常工作，整流模块输出正常电压和电流。本试验操作2次，每次工作时间为0.5~2分钟。7.1.4判定标准:如果靠近故障点最近的保护装置（熔断器、空开等）动作，在保护后，系统应能立即恢复工作。短路时允许监控单元和配电监控部分暂时不工作，但不允许有下电保护装置的系统进行下电保护控制。对于高阻柜系统，短路时允许输出电压有一定下降，但短路支路存在短路故障时不能影响其它支路工作。符合上述要求，且短路试验后电源系统开机能正常工作、整流模块没有损坏，则合格；否则不合格。7.2输入低压点循环7.2.1测试说明:电源系统或整流模块的输入欠压保护的设置有回差，往往发生以下情况：输入电压较低，接近电源系统或模块欠压保护点，带载时发生欠压保护；保护后由于电源内阻原因，输入电压将上升，可能会造成电源系统处于在低压时反复切换或整流模块反复开关机的状态。7.2.2测试条件:A.市电输入为标准正弦波形。B.系统输出为额定输出电压、0~100%额定输出电流。C.本测试项目针对有输入自动切换装置的电源系统，输入欠压保护点指系统的输入欠压保护点。D.在3.1节所描述的标准气候条件下试验。7.2.3测试方法:电源系统极限测试规范测试研究部内部资料，注意保密12A.系统输入端连接ACSOURCE，并调节电压到输入欠压恢复点+3V，保证系统能够开始工作。B.系统负载为5%，输入电压从输入欠压保护点-3V到输入欠压恢复点+3V缓慢变化，时间分别设置为30ms和10s，循环360次（约1小时）。C.恢复正常电压。系统负载为50%负载，测试系统能否正常工作，并检查接触器有无异常现象，交流接触器不能损坏。7.2.4判定标准:符合测试说明和测试方法规定，且电源系统正常连续运行1小时后性能无明显变化，合格；否则，不合格。7.3输入电压跌落及输出动态负载7.3.1测试说明:电源系统在实际使用过程中，当输入电压跌落时，系统突加负载的极限情况是有可能发生的，此时功率器件、磁性元件可能工作在最大瞬态电流状态，试验可检验控制时序、限流保护等电路及软件设计的合理性。7.3.2测试条件:A.市电输入为标准正弦波形。B.系统输出为额定输出电压、25%额定输出电流。C.进行该项试验时，不带蓄电池。在负载允许的情况下，该项试验可采用恒流输出负载、恒阻输出负载、恒功率输出负载进行试验。D.在3.1节所描述的标准气候条件下试验。7.3.3测试方法:A.将输入电压调整为在输入欠压点+5V（持续时间为5S）、输入过压点-5V（持续时间为5S）之间跳变，输出调整在最大负载（最大功率输出、持续时间为500mS）、空载（持续时间为500mS）之间跳变，运行4小时。该步骤的最大功率输出在两点测试，分别为4小时，其一为输出浮充电压点，110%×额定电流；其二在均充电压上限，100%×额定电流。B.将输入电压调整为在输入过压点-5V（持续时间为5S）、0V（持续时间为5S）之间跳变，输出调整在最大负载（即最大功率输出、持续时间为1S）、空载（持电源系统极限测试规范测试研究部内部资料，注意保密13续时间为500mS）之间跳变，运行4小时。该步骤的最大功率输出在两点测试，分别为4小时，其一为输出浮充电压点，110%×额定电流；其二在均充电压上限，100%×额定电流。以上条件中，对于有限功率输出功能的模块组成的系统，输入欠压点为限功率曲线的起点，其中的电流值都应按最大输出功率计算。同时增加以