绝缘栅

电源产品设计验证DVT检验指引

发布时间:2023/3/22 13:37:51   
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第一章总则

1.目的

为使旺达产品可靠性评估规范有一个标准化的架构而订定此文件。

2.范围

适用于旺达电子设计的所有电源产品。

3.内容

3.1这份文件中描述的规范包括可靠度、EMC、环境、多种输入电压、振动和冲击等条件。规范中描述的极限条件设及到生产车间、储存和运输。

3.2如果客户和工程规格沒作定义,则所有产品的可靠性测试必须遵循这规范,订定这程序是提供一个统一的测试方法。

3.3这份文件建立了一个设计验证纲要以确保正确科学的、可利用的验证分析及管理。

4.参考资料

EN-1,EN-2-13,EN-1,EN

EN,EN,EN-3-2,EN-4-X

GB.22

组织架构与职责

目的

明确组织架构以及职责

范围

包括所有设计验证部工作职位

内容

组织图

职责

4.1设计验证部经理

制定产品设计验证计划

管理和指导项目进行

建立产品设计验证测试规格、程序并提升产品可靠度知识。

产品设计验证标准建立

计划并执行年度计划

计划组织并鼓励员工士气

合理化设计验证任务分配

纠正措施

安规工程师

4.2.1安规部分设计评审及验证测试

4.3EMC工程师

4.3.1EMC部分设计评审及验证测试

4.4可靠性工程师

4.4.1参与建立并管理产品可靠性计划

4.4.2早期设计评审

4.4.3设计失效模式与效应分析

4.4.4产品可靠性分析

4.5设备管理员

4.5.1为提高精准性而简化和改善可靠性测试方法并培训

4.5.2改善验证测试设备

4.5.3设备的日常维护保养等

4.6测试技术员

4.6.1执行产品验证测试

4.6.2产品验证测试过程中的问题提交与商讨

4.6.3纠正措施

负责人缺席时必须指定代理人

产品设计验证评估程序

1.目的

为了客户与旺达之间在电源供应器上对可靠性要求一致而建立此验证评估程序。

2.范围

适合于所有电源产品。

3.内容

3.1请参考下一页关于产品设计验证评估程序。

3.2当变更要求时,应根据指定规格及相关资料的原始材料及变更内容确定必需的测试项目。

3.3当客户规格中有不清楚的要求时要及时与客户澄清。

3.4在验证过程中发现任何问题时应立即通知设计工程师,并在完成测试时将问题记录在DVT报告中。

3.5产品设计验证的承认书中应包括:

3.5.1机种名称和版本编号。

3.5.2变更清单。

3.5.3客户规格的版本号。

3.5.4其它注意事项。

功能测试程序

目的

1.这章节的内容是电源功能测试,它适合于旺达的所有电源测试。

2.这章节的测试适合在设计比较成熟阶段的产品设计验证。

内容

第一节输入电流

第二节效率/功率因数

第三节浪涌电流

第四节起机电压

第五节关机电压

第六节电源效应测试

第七节负载效应测试

第八节纹波测试

第九节动态负载测试

第十节电压过冲测试

第十一节开机时间

第十二节关机维持时间

第十三节过压保护

第十四节过流保护

第十五节过温保护

第十六节短路保护

第十七节耐高压测试

第十八节漏电流测试

第十九节空载测试

第二十节长期寿命测试

第一节输入电流

目的

电源产品在其规格内的任何电压、频率、环境下带最大负载,其输入电流均应限制在规格范围内。

2.范围

所有电源产品必须执行这项测试以验证是否符合客户规格及可靠性要求。

3.设备

交流变频器;直流电子负载;示波器;AC/DC电源;功率分析仪

4.测试条件:

输入电压:额定输入电压

输出负载:最大额定负载

(依客户规格)

5.程式

开启功率分析仪

开启产品

从功率分析仪记录输入电流,或把被测机连接好示波器,测试样机的输入电流。

6.判断标准

输入电流大小应≤客户规格或旺达规格

效率/功率因数

1.目的

这项测试是验证电源产品的效率及功率因数。

2.范围

所有电源产品必须执行这项测试以验证是否符合客户规格要求,适配器和充电器必须符合DOEVI要求和COCV5。

3.设备

交流变频器;直流电子负载;AC/DC电源;功率分析仪

4.测试条件

输入电压:额定输入电压

输出负载:10%,25%,50%,75%,%的额定负载;

(依客户规格)

5.程式

在上述条件下开启产品,从功率分析仪上记录输入功率、输入电流和输入功率因数。

效率和功率因数必须是产品在热机稳态工作下测量。

用如下公式计算出效率。

效率Object:word/embeddings/oleObject1.bin

平均效率使用(25%+50%+75.5%+%)/4。

DOE(V60Hz)和COC(V50Hz)计算使用3台样品机的平均效率的平均值来判定。

6.判断标准

客户规格、旺达规格、能效标准DOE及COC。

浪涌电流

1.目的

这测试是确保初级侧零件能经受尖峰浪涌电流的冲击而不受伤害。

2.范围

所有电源产品必须执行这项测试以验证是否符合客户规格及可靠性要求。

3.设备

AC/DC电源;电子负载;示波器;电流放大器及电流探棒

4.测试条件

输入电压:最大额定输入电压

相位角:90和度相位角

输出负载:最大额定负载

(依客户规格)

5.程式

a.开启AC电源时量测输入电流的尖峰值

b.冷启动定义为产品在室温下关机1个小时后再开机。

c.热启动定义为产品在操作温度下稳定工作后的关机再开启。

d.当测到尖峰浪涌电流超出额定值时应计算其I2T。

6.判断标准

a.无论是冷启动而是热启动,浪涌电流都应限制在规格范围内。

b.浪涌电流是以客户规格或旺达工程规格为基础。

c.产品在反复完成这项测试后不能性能上的减弱及零件损伤。

d.任何零件的应力不能超过它的I2T

第四节起机电压

1.目的

这项测试是验证产品是否符合客户系统的要求。

2.范围

所有电源产品必须执行这项测试以验证是否符合客户规格及可靠性要求。

3.设备

AC电源;电子负载示波器或数字万用表

4.测试条件

输入电压:0至最小额定输入电压

输出负载:最大额定负载

温度要求:-20度和25度环境温度下,(依客户规格)

5.程式

a.把被测机与电源连接。

b.在额定负载下,缓慢增加交流输入电压直到输出电压在规格之内,记下这个交流输入电压作为起机电压。

c.产品起机后,进行反复开关机,ACon/off的时间控制在ms,ACon/of次数

30次,AC输入电压必需在起机电压和额定电压进行。

6.判断标准

1.起机电压≤额定下限电压的80%。

2.ACon/off试验期间产品必需能正常输出。

关机电压

1.目的

这项测试是验证产品是否符合客户系统的要求。

2.范围

所有电源产品必须执行这项测试以验证是否符合客户规格及可靠性要求。

3.设备

AC电源;电子负载示波器或数字万用表

4.测试条件

输入电压:最小额定输入电压至0

输出负载:最大额定负载

(依客户规格)

5.程式

a.把被测机与电源连接。

b.在规格额定负载下,缓慢减少交流输入电压直到输出电压不在规格之内,记下这个交流输入电压作为关机电压。

6.判断标准

关机电压≤额定下限电压的80%。

电源效应测试

1.目的

本项测试用来量测待测物的输入电源变化对输出特性的影响。

2.范围

所有电源产品必须执行这项测试以验证是否符合客户规格及可靠性要求。

3.设备

AC电源;电子负载示波器或数字万用表

4.测试条件

输入电压:最低电压/最高电压

输出负载:最大额定负载

5.程式

a.设置输出负载为最大。

b.调节输入电压到额定最大值,并记录此时的输出电压值V-H

c.调节输入电压到额定最小值,并记录此时的输出电压值V-L

d.V-H与V-L相减的绝对值再除以输出额定值即为电源效应值。

6.判断标准

电源效应即线性调整率应小于0.5%

负载效应测试

1.目的

负载效应测试用以检测待测物输出在不同负载大小下其输出电压的反应特性。

2.范围

所有电源产品必须执行这项测试以验证是否符合客户规格及可靠性要求。

3.设备

AC电源;电子负载示波器或数字万用表

4.测试条件

输入电压:额定输入电压

输出负载:最大/小额定负载

5.程式

a.设置输入电压为额定输入电压。

b.调节输出负载到额定最大值,并记录此时的输出电压值V-H

c.调节输出负载到额定最小值,并记录此时的输出电压值V-L

d.V-H与V-L相减的绝对值再除以输出额定值即为负载效应值。

6.判断标准

有线的应小于5%;没有线的应小于2%

纹波测试

1.目的

这项测试是验证产品是否符合客户系统的要求。

2.范围

所有电源产品必须执行这项测试以验证是否符合客户规格及可靠性要求。

3.设备

示波器电子负载AC/DC电源

4.测试条件

输入电压:额定输入电压

输出负载:额定负载

(依客户规格)

5.程式

纹波测试是在产品输出连结器尾端并联一个0.1uF陶瓷电容和10uF电解电容进行量测。

纹波电压应量测峰-峰值,且示波器频宽应设定在20MHz。示波器接地线应尽可能短。

6.判断标准

纹波电压应符合客户规格或旺达的工程规格要求。

第九节动态负载测试

1.目的

这项测试是验证产品是否符合客户系统的要求。

2.范围

所有电源产品必须执行这项测试以验证是否符合客户规格及可靠性要求。

3.设备

温度烤箱示波器电子负载AC/DC电源

4.测试条件

输入电压:额定输入电压

输出负载DC:参照客户规格或旺达工程规格动

动态负载:25%~50%~25%,50%~75%~50%范围的变化,

负载变化率为0.1A/uS,周期4mS,动态不超过Vout的5%

温度Temp:最低/最高操作温度及环境温度Min/Amb/Maxoperatingtemp.

5.程式

用储存示波器量测输出负载跳变时的电压尖峰值及其恢复时间。

动态负载瞬态测试必须在规格内的任何输入电压及负载电流条件下测试。

在高低温下重复以上测试。

6.判断标准

动态负载测试时产品输出电压应符合客户规格或旺达的工程规格要求。

第十节电压过冲测试

1.目的

这项测试是验证产品是否符合客户系统的要求。

2.范围

所有电源产品必须执行这项测试以验证是否符合客户规格及可靠性要求。

3.设备

示波器电子负载AC/DC电源

4.测试条件

输入电压:额定输入电压

输出负载:最小/最大额定负载

(依客户规格)

5.程式

在产品开关机时用储存示波器量测其过冲电压。

6.判断标准

过冲电压应符合客户规格或旺达的工程规格要求,若无要求按小于额定输出的10%

第十一节开机时间

1.目的

这项测试是验证产品是否符合客户系统的要求。

2.范围

所有电源产品必须执行这项测试以验证是否符合客户规格及可靠性要求。

3.设备

示波器电子负载AC/DC电源

4.测试条件

输入电压:额定输入电压

输出负载:最大额定负载

(依客户规格)

5.程式

a.在做此测试前,关机及把被测机放入所要求测试的温度环境中保持至少30分钟,使被测机温度达到稳定。

b.如果待测产品关机后需重新开机,需等几分钟,待电容放电后再测试。

c.用数字存储示波器去捕捉输入电压及输出电压波形,测出从输入电压开始至输出电压到达额定值的时间。

6.判断标准

实际开机时间应符合客户规格或旺达的工程规格要求。

关机维持时间

1.目的

这项测试是验证产品是否符合客户系统的要求。

2.范围

所有电源产品必须执行这项测试以验证是否符合客户规格及可靠性要求。

3.设备

示波器电子负载AC/DC电源

4.测试条件

输入电压:额定输入电压

输出负载:最大额定负载

(依客户规格)

5.程序

设定输入电压为额定低端电压,负载最大,用示波器去捕捉当交流电压关掉时输出电压与输入电压的波形.

测量时间是从交流电压关机的零点到输出电压降至超过其规格范围的点。这个时间即是关机维持时间(或掉电维持时间)。

6.判断标准

量测的关机维持时间应符合工程规格(或客户规格要求)。

测试过程中的任何异常都应视为不良。

7.定义

关机维持时间定义为从产品AC输入电压关闭到DC输出降到规格下限的时间。

第十三节过压保护

1.目的

这项测试是验证产品是否符合客户系统的要求。

2.范围

所有电源产品必须执行这项测试以验证是否符合客户规格及可靠性要求。

3.设备

示波器电子负载AC/DC电源

4.测试条件

输入电压:最大额定输入电压

输出负载:额外输入

5.程序

在产品的外部输出端子上逐渐增加DC电压直至产品荡机。

记录产品在荡机时的最高电压值。

6.判断标准

a.过压保护应符合客户规格或旺达的工程规格要求。

b.当过电压移除后,产品应能通过重新开机而恢复正常工作。

第十四节过流保护

1.目的

这项测试是验证产品的所有DC输出在碰到过电流时的保护动作。

范围

所有电源产品必须执行这项测试以验证是否符合客户规格及可靠性要求。

3.设备

示波器电子负载AC/DC电源

4.测试条件

输入电压:最大额定输入电压.

输出负载:最大额定负载

5.程序

将负载从最大值增加到估计的过流值。

记录输出功率及电流。

6.判断标准

过流保护应符合客户规格或旺达的工程规格要求。

b.测试后不能有零件损伤。

第十五节过温保护

1.目的

电源供应器应在过高的环境温度下保护掉。

2.范围

有过温保护功能的电源产品必须执行这项测试以验证是否符合客户规格及可靠性要求。

3.设备

温度烤箱电子负载AC/DC电源温升记录仪

4.测试条件

输入电压:额定输入电压.

输出负载:额定负载.

环境温度:从最高操作温度到估计保护温度分几步执行。

5.程序

将产品置于温度烤箱中并开机,设定温度到最高操作温度。待产品工作稳定后分步增加设定温度直到产品荡机。记录产品荡机时烤箱的温度值。

6.判断标准

过温保护应符合客户规格或旺达的工程规格要求。

产品在完成过温度保护测试后应能正常工作且无零件损伤。

所有的温度应符合安规要求。

第十六节短路保护

1.目的

这项测试是验证产品的所有DC输出在碰到短路时的保护能力。

2.范围

有过温保护功能的电源产品必须执行这项测试以验证是否符合客户规格及可靠性要求。

3.设备

温度烤箱电子负载AC/DC电源

4.测试条件

输入电压:额定输入电压

输出负载:最大额定负载

5.程序

短路输出电压到地.

6.判断标准

a.产品在执行完短路测试后不能有任何功能性降低。

b.产品在经受连续的短路测试后不能有零件损伤。

c.短路保护应符合客户规格或旺达的工程规格要求。

7.定义Defined:

短路定义为任何负载阻抗小于0.1ohms

第十七节耐高压测试

1.目的

这项测试是为了验证初级侧与地及初级侧与次级侧间的绝缘能力。

2.范围

所有电源产品必须执行这项测试以验证是否符合客户规格及可靠性要求。

3.设备

HI-POT测试仪

4.测试条件

所有测试条件应符合客户规格或旺达工程规格及产品对应的安规要求.

5.程序

a.环温下量测电气参数

b.执行高压测试

c.环温下量测电气参数

6.判断标准

a.测试完的产品沒有损伤及性能衰減。

b.测试中产品不能有打火等违背安全冒险现象。

c.电源供应器的HI-POT测试保护测试应符合工程规格(或客户规格)

7.参考规章

IEC/IEC/IEC/UL

第十八节漏电流测试

1.目的

  这测试目的是验证L/N线对地的漏电流是否符合规格要求。

2.范围

所有电源产品必须执行这项测试以验证是否符合客户规格及可靠性要求。

3.设备

交/直流电源假负载漏电流表

4.测试条件

输入电压:额定输入电压

输出负载:最大额定负载

5.程序

记录漏电流表读值

切换L/N线重复测试

6.判断标准

漏电流值应符合客户规格或国际标准。

7.参考规章

ULGB

第十九节空载测试

1.目的

这项测试是验证产品符合客户系统的要求。

2.范围

所有电源产品必须执行这项测试以验证是否符合客户规格及可靠性要求。

3.设备

AC电源电子负载功率分析仪或功率表示波器

4.测试条件

输入电压:额定输入电压

输出负载:空载

5.程序

使用储存示波器或功率分析仪记录产品空载时的输入功率。

6.判断标准

产品空载的功率损耗及输出电压应能符合客户要求及旺达规格要求及DOE和COC要求。

第二十节长期老化测试

1.目的

这项测试是验证产品符合客户系统的要求。

2.范围

所有电源产品必须执行这项测试以验证是否符合客户规格及可靠性要求。

3.设备

AC电源电子负载功率分析仪或功率表

4.测试条件

输入电压:额定输入电压或市电

输出负载:最大额定负载

(依客户规格)

5.程序

记录小时的产品电性能参数,每隔0小时记录一次。

小时之后仅观察产品是否能正常工作。

6.判断标准

a、小时内的参数应能符合客户要求及旺达规格要求

b、小时后产品可正常工作至00小时,或者客户通知该产品UTG

第五章零件应力分析测试程序

目的

1.这章节的内容是零件应力测试,它适合于旺达的所有电源测试。

2.这章节的测试适合在设计比较成熟阶段的产品验证。

内容

1.热应力测试程序

2.电压应力测试程序

3.电流应力测试程序

描述

这章节为评估判断电子元器件的减额提供了一个明确的指引,以使其有适当的工作极限。包括热应力、电压应力、电流应力三部分。

第一节热应力

目的

因为大多数电子元器件对温度最敏感,这项测试是在设计阶段验证所有

产品的电子元器件是否符合环境的要求。

范围

这项测试适用于验证所有产品能否符合客户规格要求及产品可靠性要求。

1.3定义

热应力定义为如下公式:

Tj=Ta+θja*PdorTj=Tc+θjc*Pd

Tj是计算出来的结点工作温度

Ta是量测到的零件表面的环境温度

Tc是量测到的零件外壳温度

Θja是环境与结点间热阻

Θjc是外壳与结点间热阻

Pd是实际消耗功率

1.4测试零件

需测试零件如下:

1.电阻:功率大于等于2W的电阻及高压电阻、功率电阻和热敏电阻。

2.额定电流大于1A的所有晶体管。

3.所有半导体闸流管

4.所有的IC

5.额定电流大于等于1A的二极管

6.所有电解电容以及靠近热源的电容和额定温度为85度的电容。

所有感性元件

1.5设备

交/直流电源电子负载恒温箱温度记录仪

1.6测试条件

1.输入电压:额定输入电压

2.输出负载:最大额定负载

3.环境温度:最高操作温度

1.7程序

1.连结好待测物和记录仪之间的电热耦

2.开启电源并设置电压和频率

3.开启产品

4.开启温升记录仪并设置好零件编号,将电热耦粘在元器件或PCB上,并将待测物置于以上条件下的恒温箱中

备注:

1.半导体和IC:电热耦结点粘附在零件本体或线脚或靠热源侧地方。

2.电感裝置:绝缘变压器和滤波器则粘附在最外层的铁芯和绕线上。

3.电容:电热耦结点粘附在零件本体或线脚或靠热源侧地方。

4.电阻:电热耦结点粘附在零件本体上。

1.8判断标准

参考客户规格,假如客户规格沒要求则依旺达的元器件减额法指引。

第二节电压应力

1目的

这项测试的目的是为了提升产品的可靠度水准而为产品设计者提供指引。

2范围

测试零件:

1.额定功率大于等于2W的电阻及高压侧功率电阻。

2.所有额定电流大于1A的晶体管。

3.所有半导体闸流管

4.额定电流大于等于1A的二极管

5.所有电解电容,假如初级侧电容(包括SMD电容)在MTBF中如果电压超过额定的40%,则必須在最高工作电压下重新检查。

6.所有的场效应晶体管

3定义

电压应力定义为如下公式

4设备

交/直流电源电子负载示波器差分探棒

5测试条件

1.输入电压:最大额定输入电压

2.输出负载:最大最小额定输出负载及输出短路/动态负载

6程序

开启电源并设置电压和频率

开启产品

开启示波器并设置测试条件

开启差分探棒并设定电压范围

量测方式

*:注意:或者依客户规格。

1.半导体有如下三个测量项目:

a.稳态工作量测最大值

b.输入端做开关测试量测最大值

c.输出短路然后输入端做开关测试量测最大值

d.输入先开启短路输出量测最大值当重复短路输出时

e.输出动态负载

f.MOST管,三极管,二极管必需测试Tr,Tf,PD;

g.控制IC管脚VCCPWM必需测试;

2.电阻有如下二个测量项目

a.正常工作测量均方根值

b.输出短路当输出短路时测量均方根值

3.电容器有如下二个测量项目

a.正常工作测量最大值

b.开机再输出短路测量输出短路时最大值.

测量“+”到“-”两端电压

2.7判断标准

参考客户规格,假如客户规格沒要求则依旺达的元器件减额法指引。

第三节电流应力

1.目的

这项测试的目的是为了提升产品的可靠度水准而为产品设计者提供指引。

2.范围

测试零件:

1.所有额定电流大于1A的晶体管

2.所有半导体闸流管

3.额定电流大于等于1A的二极管

4.所有电解电容

5.所有的场效应晶体管

3.定义

电流应力定义为如下公式

4设备

交/直流电源/AC/DCSource电子负载/ElectronicLoad

示波器/差分探棒/DifferentialProbee

电流放大器及电流探棒/CurrentProbeAmplifierandCurrentProbe

5测试条件

1.输入电压:最小额定输入电压

2.输出负载:输出短路/动态负载

3.环境温度:25度环温;

6程序

1.开启电源并设置电压和频率

2.开启产品

3.开启示波器并设置测试条件

4.开启装好探棒的放大器并设置电流范围

5.量测方法

FET:MeasureIsorIDcurrent

BJT:MeasureIcorIecurrent

Object:word/embeddings/oleObject2.binDiode:MeasureIFcurrent

Capacitor:Measure“+”or“-“terminal.

7判断标准

参考客户规格,假如客户规格沒要求则依旺达的元器件减额法指引。

元器件减额法指引

1.目的

元器件减额法的目的是改善一个产品的固有设计可靠度,增加它的操作的边缘,而且最后减少担保费用。目标将达成比较强健的设计。

2.范围

如果客户沒提供减额法指引,这将适用于旺达科技设计的所有电源产品。

3.定义

减额:施加在部件上的温度,电压,电流等应加应低于的部件最大额定应力。

应力比:元器件实际工作时测到的应力除以它的额定值。应力比用百分比表示,它是产品工作在规格内最坏的温度、电压、电流等条件下测试并计算出来。

4.减额法标准

减额法指引是根据零件的SOA曲线定出来的。假如零件没有被定义

SOA曲线,则定义为最大额定值减额10%。并需考虑实际应用在最高温度,工作在最高电压及最大电流状况。

4.1电阻减额指引

高压侧的电阻被限制使用高压电阻,而普通电阻被禁止使用在高压侧。

4.2其他减额指引

4.3整流器件减额指引

4.3.1二极管,信号/开关,一般要求

备注/Note:(N)常态/Normal(T,S,D)暂态/Transient/短路Short/动态dynmic;

4.3.2二极管/整流桥(开关)

4.3.3二极管/肖特基

备注/Note:(N)常态/Normal(T)暂态/Transient/短路Short/动态dynmic;

4.3.4二极管、稳压

4.4晶体管的减额指引

    4.4.1晶体管

备注/Note:(N)常态/Normal(T)暂态/Transient/短路Short/动态dynmic;

4.4.2MOSFET

说明:

1.额定工作区:指额定输入电压,输出轻载和满载。

2.I工作区最坏情况:输入电压上限和下限值,输出轻载和满载。

3.Ⅱ工作区最坏情况:输入电压上限和下限值,输出限流,短路,

0~%动态,开关机,0-过流拐点动态,输入电压跳变

4.示波器M以上带宽(采样率不低于MS/s),如果输出电压可调,

则需要覆盖输出电压上限

5.电流应力测试条件同下,可通过测试磁性器件电流间接验证

4.4.3Thyristors,SCR,TRIACS

4.5电容

4.6MicrocircuitsICderatingguidelines    

4.7TransformersandInductive

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