1、页数：第 1 页 共 75 页电源单板硬件测试规范修 订 信 息 登 记 表文档名称: 电源单板硬件测试规范 页数: 第 2 页 共 75 页第 2 页目 录前 言 .6摘 要： .7关键词： .7缩略词解释 .7一. 目 的 .7二. 适用范围 .7三. 引用/参考标准或资料 .7四. 名词解释 .7五. 测试基本原则及判定准则 .75.1 测试基本原则 .75.2 技术指标说明 .85.3 不合格测试项目分类准则 .85.4 质量判定准则 .85.5 测试准备 .8六. 测试仪器、测试工具、测试环境 .86.1 测试仪器 .86.2 测试工具 .96.3 测试环境 .9七. 测试项目、测试
2、说明、测试方法、判定标准 .97.1 外观及尺寸审查 .9文档名称: 电源单板硬件测试规范 页数: 第 3 页 共 75 页第 3 页7.2 电路原理图审查 .107.2.1 基准电路 .107.2.2 滤波电路 .107.2.3 保护电路 .127.2.4 看门狗电路 .127.2.5 ID 电路 .147.2.6 缓冲驱动电路 .147.2.7 锁存电路 .157.2.8 分压电路 .167.2.9 键盘电路 .167.2.10 模拟量通道选择电路 .177.2.11 有效值电路 .197.2.12 差分放大电路 .207.2.13 压频转换电 路 .217.2.14 RS485/422
3、电路 .237.2.15 RS232 电路 .287.2.16 CAN 电路 .297.2.17 CPU 基本电路审查 .317.2.17.1 MCS51 基本电路 .317.2.17.2 TI DSP 基本电路 .327.2.17.3 MPC852 基本电路 .357.2.17.4 ARM 基本电路 .367.2.18 继电器电路 .397.2.19 交流电压采样电路 .417.3 信号测量 .427.3.1 基准电路 .427.3.2 看门狗电路 .447.3.3 时钟电路 .467.3.4 ID 电路 .477.3.5 分压电路 .477.3.6 IIC 电路 .487.3.7 有效值电
4、路 .497.3.8 平均值电路 .497.3.9 差分放大电路 .517.3.10 交流频率采样电路 .517.3.11 电池熔丝状态检测电路 .537.3.12 压频转换 电路 .557.3.13 光耦固态继电器 .567.3.14 光藕电路 .577.3.15 RS485/422 电路 .577.3.16 RS232 电路 .587.3.17 CAN 电路 .597.3.18 CPU 电路信号测量 .617.3.18.1 MCS51 单片机基本电路 .61文档名称: 电源单板硬件测试规范 页数: 第 4 页 共 75 页第 4 页7.3.18.2 DSP 基本电路 .617.3.18.3
5、 MPC852 基本电路 .637.3.18.4 ARM 基本电路 .647.4 电路计算 .657.4.1 TVS 电路 .657.4.2 光耦固态继电器 .677.4.3 光藕计算 .687.4.4 差分放大电路计算 .717.4.5 单板电路功耗计算 .717.5 研究性测试 .727.5.1 近场骚扰测试 .72八. 附录 .758.1 测试方案模板 .758.2 测试项目手册模板 .758.3 单板测试 CheckList .758.4 整流模块 DSP 硬件测试规范 .768.5 逻辑电平 .76文档名称: 电源单板硬件测试规范 页数: 第 5 页 共 75 页第 5 页前 言摘
6、要： 本规范介绍了电源单板硬件测试的项目、测试方法以及测试原理。关键词：电源单板硬件测试 原理图 波形测量 电路计算缩略词解释LCD: Liquid Crystal DisplayLED: Light Emitting DiodeCPU: Central Processing Unit一.目 的规范监控单板的白盒、极限测试，包含测试项目、测试说明、测试方法以及判定标准等；规范通信监控单板白盒极限测试的基本原则、不合格问题分类与质量判定标准；返回 目录二.适用范围适用于公司所生产的电源系统及环境监控的监控单板。返回目录三.引用/参考标准或资料产品开发规格书 、 单板详细设计书返回目录四.名词解释
7、1 IEC ：国际电工委员会2 EUT ：被测设备3 劣化( 性能)：任何装置、设备或系统的工作性能与正常性能非期望的偏离。劣化可应用于暂时性或永久性的故障。4 正常工作：监控单板功能符合设计要求。返回目录五.测试基本原则及判定准则5.1 测试基本原则以标准（IEC 标准和其它国际标准、国家标准、部颁标准） 、开发规格书、企业标准、测试规文档名称: 电源单板硬件测试规范 页数: 第 6 页 共 75 页第 6 页范为依据，以测试数据为准绳，站在用户的角度上对监控单板进行评测，将功能缺陷与故障隐患暴露在测试阶段。系统指标判据以开发规格书和企业标准为准，当测试项目在开发规格书和企业标准中未明确界定
8、时，以测试规范中系统指标的默认参考指标或相关行业标准为准。测试工作不受项目开发组态度与思路及其他干扰测试过程因素的影响，独立按照测试流程进行。样机测试中，如果因测试问题较严重，已影响系统测试工作的顺利进行，需停止测试，方允许在受测系统上进行修改，项目开发组对问题进行修改并完成自测后，重新提交测试申请，转入下一循环的测试。其余情况下，测试问题只能在第二套样机上进行修改及自测，并进行记录。在下一测试阶段，对改正后的测试问题进行系统验证并进行其它项目的测试。中试测试着重测试设计产品的复制效果复制品性能、指标的达标情况。返回目录5.2 技术指标说明开发规格书或企业标准规定的指标低于业界相关标准的规定时
9、，需修改开发规格书或企业标准，否则依据业界标准判定开发规格书或企业标准不合格，并提请总体办重新对开发规格书或企业标准进行评审。 指标界定部标为最低标准，当开发规格书优于部标、国标或国际标准时，以开发规格书和企业标准为准：未做特殊说明的指标为开发规格书、项目任务书及相关标准中界定的指标要求，是产品必须具备的基本指标。返回目录5.3 不合格测试项目分类准则请参考测试部制定的测试问题分类标准 。返回目录5.4 质量判定准则 合格判定： 无 A、B 类不合格项，C 类不合格项小于 3 项，判定系统合格。 不合格判定：A、B 类问题，一项不合格，既判定系统不合格；C 类问题， 三项（不含三项）以上不合格
10、，既判定系统不合格； D 类问题判定：由总体组和专家组，参照技术、市场、生产、成本等等限制条件确定其对系统合格与否的影响。对 D 类问题的判定结果，由总体组和专家组负责，不计入测试部的评定指标范围。对本规范，如果没有特别说明，不合格的为严重问题。返回目录5.5 测试准备单板测试前需要先进行上下电切换 20 次及快速上下电 20 次，人为以最快的速度进行上下电， （考察 CPU 及 SDRAM 和 Flash 是否因掉电时间缓慢引起异常），不能有损坏，监控不能出现重启及其它异常情况，才开始测试。返回目录六.测试仪器、测试工具、测试环境文档名称: 电源单板硬件测试规范 页数: 第 7 页 共 75
11、 页第 7 页6.1 测试仪器序号 仪器仪表 精度及级别1 名称 参考型号2 数字万用表 FLUKE-453 数字万用表 FLUKE-1874 模拟示波器 100MHZ 或 20MHZ5 数字示波器 Tek TDS510A 500MHZ，500MS/S6 数示示波器 Tek TD340A100MHZ100MHZ，500MS/S7 可调稳压电源 WYK100-10 输出电压：0 100V输出电流：0 10A 8 双路跟踪稳压稳流电源DH1718D-4 0-32V， 0-3A9 计算机 PIII800 以上 带网口，串口，WIN98/2K/XP10 信号源 CA10011 函数发生器 HP3312
12、0A返回目录6.2 测试工具POWERSTAR 后台测试软件；监控系统内、外通信协议测试平台。返回目录6.3 测试环境测试实验室七.测试项目、测试说明、测试方法、判定标准7.1 外观及尺寸审查 测试说明：1) 初样样机单板飞线不能超过 3 处，不能存在飞器件；其他版本样机不能存在飞线和飞器件现象；2) 插座应该有防插错功能；（详见保护电路测试）3) 建议有电源指示灯或电源指示灯接口4）样机尺寸应符合规格书要求 测试方法：外观：目测。尺寸：使用长度量具测量。 判定标准：符合测试说明，合格；否则，则判定不合格。 参考案例：文档名称: 电源单板硬件测试规范 页数: 第 8 页 共 75 页第 8 页
13、案例 1【现象描述】SM模块的电源输入口与RS485通讯口的插座相同，无防插座处理，导致测试时，将RS485通讯线与电源输入口差错，从而将连接在 RS485总线的所有SM模块端口损坏。返回 目录7.2 电路原理图审查7.2.1 基准电路 测试说明：模拟量在采样时需要有基准电路，当基准发生变化时，将导致模拟量采样发生漂移或严重偏离实际输入。电压基准源分为并联型和串联稳压型。并联型基准主要是利用半导体结的正负温度特性，通过设计一定的间隙电压下，其温度系数最小。一般的间隙电压有 2.5V, 1.24V，1.225V 等。2.5V 我司主要推荐使用 AZ431，HA17431H。1.24V 主要使用
14、AZ431L，LMV431 。1.225V 主要采用 LM4041，TS4041。串联稳压型，其结构同电压调整器类似，其内部一般也需要一个基准源，外部有高精度的反馈网络。由于一般要采用特殊的工艺，制程较复杂，价格较贵。此基准能做到高精度，低温度系数。主要用于高精度和低温漂的场合。串联型基准主要采用2.5V，2.048V 基准。SOT-23 封装是以后主要封装，35 年内基本不会淘汰。我司推荐ADR380，MAX6021 。基准电路的基准源的选取应该使用公司推荐的芯片。同时基准只用于电压参考，不允许直接用于作电源供电或输出较大的电流。 测试方法：1. 基准电路的基准源的选取应该满足测试说明，否则
15、提一建议问题。2. 检查电路原理图，基准是否只用于电压参考，不允许直接用于作电源供电或输出较大的电流。 判定标准：符合测试说明为合格，否则不合格。 参考案例：无返回 目录7.2.2 滤波电路 测试说明：在单板的电源输入侧，出于对电源质量，上电特性及热插拔的需要，需要加电源滤波电路。电源滤波电路的形式有多种，可以是单电容型、单电感型、L 型、 型滤波器，其中比较通用，效果较好的是 形电源滤波器，它的基本电路形式为图 1 所示。C2 C4Uin UoutL1C1 C3文档名称: 电源单板硬件测试规范 页数: 第 9 页 共 75 页第 9 页图1 形电源滤波器单板中 形电源滤波器的容抗及感抗参数应
16、按实际需要进行选择，滤波器中的 C1 与C2，C3 与 C4 一般是由电解电容及高频电容组成的并联电容组，其中 C2 与 C3 一般为电解电容，其主要作用是滤除电源中的低频噪声，而 C1 与 C4 一般为独石或瓷片电容，主要作用是为了滤除电源上的高频噪声。输入侧的电解电容的容值一般不宜过大，否则当单板带电插入时相当于对电源并入一大电容，可能会将电源电压瞬间拉低造成同框单板复位。输入侧高频电容的值一般在 0.01uf-0.1uf 之间，低频电容一般选择在 10uf-47uf 之间。电感的作用为抑制电流瞬间变化，电感越大，抑制效果越好。但同时电感太大时单板的上电特性不好，上电及掉电或带电插拔时，电
17、感两端会产生反电势，这样会对后面的负载产生影响。故参数不宜过大，推荐的参数为 10uH-40uH。标准值为 10uH。输出侧的电容不仅要完成去耦及过滤纹波的作用，并且还须维持输出电平不受电感反电势的影响，兼顾考虑板内负载大小及板内其他去耦电容的数量，推荐参数为低频电容 10uf-50uf，高频电容 0.01uf-0.1uf。电容电感的实际取值要由单板的电路及单板需要完成的功能具体决定。实用的电源滤波器图2 电源滤波器的实用电路如图所示为一种比较实用的电源滤波器，它对滤除差模噪声和共模噪声都有一定的效果。共模电感 L1 在滤除差模噪声的同时对共模噪声有显著效果，同时 C7、C11 也是滤除共模噪
18、声，一般选用 1000pF0.1uF 的瓷介电容，有较好的高频特性，这两个电容的接地阻抗也要求尽可能的小，其值选的较大时有助于增强滤波效果，但却使接地阻抗减小，漏电流变大，因此应考虑漏电流的影响。共模电感的铁心应选取较难磁饱和且注意截面积不能太小，否则易使铁心磁饱和而使滤波效果下降。输出滤波器可根据使用对象对电源的要求来选取，数字电路尤其是高速数字电路对电源要求比较高，可选用如下的滤波电路：图3 电源输出滤波器 测试方法：1）审查电路中有无电源滤波器。如无电源滤波器则测试中应重点测试单板带电插拔性能、电源波动时单板的工作性能，以及频繁上电对单板的冲击。2）审查电路中电源滤波器的电路拓扑，如果与测试说明中的滤波器不同，则需要进行一下项目文档名称: 电源单板硬件测试规范 页数: 第 10 页 共 75 页第 10 页测试:a 在电源输入的要求电压范围内变化，用示波器测量输出电压纹波峰峰值。电源纹波应该小于额定
