中興電源先進的測試手段

2019-11-03 09:56:18

字體：大中小

來源：轉載

供稿：網友

康希榮

畢業于西北工業大學航空電子工程系無線電專業

中興通訊本部事業部電源測試部測試工程師。

　　摘要介紹了中興通訊對電源產品進行的測試手段和測試參數。

　　關鍵詞模擬短路熱分布防護電磁兼容性一致性集中監控

一、概述

　　通信電源在通信系統中具有相當重要的地位和作用。通信電源的可靠性直接影響著通信系統的可靠性。對通信電源進行正確而有效的測試，是保證通信電源開發質量、生產質量及供貨質量的有效方法。通信電源的測試方法及測試手段，是保證測試技術的先進性及有效性的先決條件，是保證高可靠性通信電源的依據。

　　中興通訊電源產品運用先進的測試方法及測試設備并配以具有多年開發測試經驗的電源專業測試工程師，對開發及出廠的每一臺電源產品，包括一次通信電源系列，二次模塊電源系列及電力高頻開關電源系列的每一個整流器電源模塊及電源系統，從開發初期至批量生產的每一個環節，都進行了嚴格的測試，從而使出廠的每一臺電源設備都具有相當高的可靠性。

二、中興電源先進的測試手段

1．設計階段的測試

　　中興通訊的每一種電源產品，從立項一開始，都由經驗豐富的電源專業測試工程師對該電源按照相關標準要求對其進行跟蹤測試。測試工程師對系統設計方案中的每一個指標參數的合理性進行分析，并與行業標準進行對比。在詳細電路設計時，對開發人員采用的每一個元器件的質量、成熟性及可批量供貨性進行嚴格的審核。對委托加工的磁性材料的絕緣等級、耐熱等級及生產工藝等進行嚴格的認證、檢驗及審核，對結構件的強度、合理性及整機的可測試性、可維修性、安全性、穩定性進行檢驗。

2．電源參數的檢測

　　通信電源參數的檢測是最基本的測試要求。為了提高測試的可重復性及加快開發進度，中興通訊自制了相關的電源參數微機檢測及調試設備，使出廠的每一臺電源設備的性能參數都具有嚴格的一致性及測試的可重復性，所有參數均符合或超過中興電源產品內部技術文件的要求和信息產業部相關標準的要求。

3．電網諧波模擬

　　為了檢測中興系列電源產品對中國地區特定電網的寬范圍適應能力，中興電源測試工程師運用美國CI公司的電網諧波發生器/分析儀（HGA Harmonic Generator/Anynasis）及AC POWER SOURCE，模擬從國內不同地區采集的典型的電網波形及參數，對每一種電源樣機進行長期的電網適應能力測試，使之更適合中國廣大城鄉用戶使用的寬廣的電壓輸入范圍。運用HGA及AC POWER SOURCE，編制出在開關機時刻及電網波動時所產生的各種可能時刻的強浪涌尖峰及突然跌落，并進行長時間的重復試驗及關鍵波形測試，使中興電源的有源功率因數校正（APFC）電路的可靠性及功率變換主電路的可靠性得到了極大的提高，從而保證了中興電源系列產品在網上穩定可靠的運行。

4．長時短路及短時重復短路測試

　　為了檢測中興電源在負載發生意外短路情況下的可靠性，每一臺新開發的中興電源模塊及系統均進行了在輸入電壓最高、正常及最低時的輸出端長達8小時的短路測試及負載由空載至突然短路、短路次數達上百次的重復短路可靠性測試，并同時監測電源的輸出電壓回縮及短路電流大小，檢測功率器件的瞬態電壓電流應力，使之滿足電應力降額的要求，提高了電源短路至短路解除后恢復正常工作的能力。

5．高低溫長時間烤機及整機的熱分布測試

　　高溫是半導體器件，也同樣是通信電源最為嚴酷的外應力。中興電源的開關整流器樣機均在允許的輸入電壓及負載電流變化范圍內經過溫度為－10℃～50℃的綜合交變應力測試及長時間高溫烤機的MTBF測試，并對將出廠的每一臺電源系統，均在額定輸入電壓及最大負載電流下進行環境溫度為45℃、時間為24小時的高溫應力考核。同時，分別在常溫、高溫環境下并加上最高輸入電壓、最低輸入電壓及最高輸出電壓、最大負載電流，對整機特別是功率器件的溫度分布進行了嚴格的測試，得出了整機的熱分布圖形，保證了整機溫度的合理分布。

6．防護測試技術

　　為了保證中興電源具有適應中國偏遠落后地區特別是由小水電供電地區的電網浪涌及強雷電的沖擊能力，電源測試工程師對中興電源在具有專業水平的防護設計工程師精心設計的防雷擊浪涌電路用SCHAFFNER NSG2050浪涌發生器進行了持久反復的測試，使中興電源的第三級（D級）防護電路在各種輸入電壓及負載條件下，在相線之間、相線與中線之間及相線、中線與保護地（PE）之間，均可承受幅值為6KV，開路電壓波形為1.2/50μs，短路電流波形為8/20μs的沖擊電壓綜合波。組合電源系統，相線與相線、相線與中線之間及相線、中線與保護地（PE）之間，在不同的輸入電壓及負載電流并帶是池情況下，能夠承受波形為8/20μs 15KA的電流沖擊。為了適應國內不同地區電網的TT制及TN-C制的需求，中興電源系列均進行了機殼（PE）與中線（N線）間承受250V/50Hz交流電壓1小時的測試，從而使中興電源在TT及TN-C制電網下能可靠的運行。

7．電磁兼容性測試技術

　　具有四遙（遙控、遙測、遙信、遙調）功能及高效率和寬廣輸入電壓范圍的中興電源系統，為了保證二十一世紀信息技術中綠色電源的應用成為現實，按CISPR 22及CISPR 24標準，進行了嚴格的電磁兼容性測試。靜電放電（ESD）的測試設備為SCHAFFNER NSG435靜電放電發生器，波形1.2/50ns、接觸放電輻值8KV、間接放電值15KV；電壓跌落的測試設備為AC POWER SOURCE，額定負載條件下從最高電壓跌落至0V再突然升高至最高電壓；輻射電磁場強度的測試頻率范圍為80MHz～1000MHz，輻射電磁場的輻值為3V/m；電快速瞬變脈沖群（EFT）的測試設備為SCHAFFNERNSG2025，波形為5/50ns，脈沖重復頻率2.5KHz，輻值為4KV、脈沖重復頻率5KHz，輻值為2KV，測試時群脈沖信號的持續時間為15ms，周期為300ms。在上述抗擾性測試中，電源均能正常工作、通信不中斷、液晶顯示無亂碼等。同時進行了電源線傳導發射試驗，頻率范圍為150KHz~30MHz及電磁場輻射發射試驗，頻率范圍為30~1000MHz，測試設備為HPE701A，可滿足A級標準的要求。并按YD/T-983-1998《通信電源系統電磁兼容性限值要求及測試方法》對輸入電源線進行了電壓起伏及閃爍測試，測試設備為PA6630電源分析儀及交流靜化穩壓電源。高性能的電磁兼容性指標，使中興通信電源系統保證了通信系統的高可靠性，該電源系統特別適合于GSM基站等對電磁環境有嚴格要求的場合。

8．電路設計、安規及一致性測試

　　為了保證每一臺電源都具有高度的安全可靠性及一致性，對每一臺電源使用中可能產生的對操作人員、維護人員及機房設備的不安全因素均按照UL1950及GB的要求進行了安全測試。如對輸入電解電容器、X電容器、Y電容器和PCB板進行阻燃性測試，對變壓器等磁性元器件、功率器件與散熱器間、導線與散熱器間、高壓PCB走線之間及其與低壓PCB走線和金屬機殼間進行500~2500V/50Hz的耐電壓測試及爬電距離測試，并對交流輸入線與金屬機殼保護地間漏電流進行嚴格的測試及控制，保證在相對濕度達到 90%時，交流輸入與直流輸出之間及交流輸入與安全地間都有足夠的絕緣電阻和絕緣強度。按小概率事件對可能出現的極端事件，模擬并測試了重大質量事件可能出現的故障模式，及早消除了可能出現的事故隱患。

9．集中監控測試

　　中興電源集中監控部分的測試，主要是針對硬件和軟件兩部分進行的。針對監控部分的特點，對硬件電路進行了FMEA分析、降額、高溫存儲（70℃）和低溫存儲（-40℃）各12小時、高溫工作（40℃）和低溫工作（-10℃）各24小時及溫度變化速率不低于5℃/min的高低溫循環試驗（24小時）等環境項目的測試，為了保證系統在各種電磁環境下都能正常工作，按YD/T 983-1998《通信電源設備電磁兼容性限值和測試方法》的要求，進行了諸如靜電放電（ESD）、電快速瞬變脈沖群（EFT）、電磁場輻射抗擾性及因輻射電磁場引起的傳導干擾抗擾性等8個 EMC測試，用來提高監控電路軟硬件的可靠性。在測試中，用帶寬為1GHz的四通道數字存儲示波器TDS784D的DPO功能，對時鐘等重要器件的波形進行長時間的觀察，以觀察到系統出現的任意時刻的誤碼，保證系統工作的可靠性。針對軟件測試沒有統一標準的特點，對開發成功的軟件進行代碼走查、單模塊功能及完整性分析測試、軟件容錯性能及代碼運行覆蓋率測試、軟件參數邊界及極限測試。運用先進的LABVIEW軟件及Visual C軟件進行二次測試軟件的再開發，并配以自制的AI卡和AO卡、信號隔離轉換板及監控系統的接口，來模擬中興電源產品的實際運行環境及比實際運行環境更嚴酷的軟件環境（極限參數、異常參數、邊緣問題），增加了前后臺軟件測試的力度和強度，有效減小測試工作對實際設備和環境的依賴性，提高了測試效率及系統軟件測試的全面性，而且使中興電源前后臺監控軟件的測試方法更加具有先進的科學性，保證了監控軟硬件系統運行的可靠性。

摘自《中國電磁兼容網》

上一篇：二次電池充電控制與保護LSI技術

下一篇：淺談UPS電源的使用與維護