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电源适配器高压测试标准,AC-DC电源模块性能测试项目和测试方案分享

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一、电源适配器高压测试标准

电源适配器高压测试的标准是确保适配器在各种使用条件下安全可靠的关键。适用范围部分要求标明适配器适用的电压和电流范围,确保在正常使用情况下的安全性。额定电压的明确标识,是保证适配器在额定电压下正常运行的基础。

绝缘电阻测试是必不可少的一环,用于验证适配器的绝缘性能是否达到标准,以避免漏电等安全隐患。高压试验则通过施加额外的高压,来检测适配器在高压环境下的耐久性和安全性,确保在高压情况下没有任何电弧或电触点的放电现象。

安全间隙测试则是为了保证适配器在设计上有足够的隔离距离,避免使用者接触到危险电压,从而保障使用安全。弛豫电压测试则是检查适配器在断电后的电压降低速度,确保电压能够迅速降至安全范围,减少电击风险。

值得注意的是,除了上述标准之外,一些国家和地区还会制定自己的电源适配器测试标准,这些标准会根据当地的法规和要求进行调整。因此,在进行测试之前,必须参考适用的法规和标准,以确保测试的准确性和合规性。

二、AC-DC电源模块性能测试项目和测试方案分享

ACDC电源模块性能测试项目主要包括最大功率检测、轻负载测试、输出电压精度、线性电压调整率、负载调整率、转换效率、纹波噪声测试、耐压及绝缘特性测试、过压保护、过流保护、短路保护测试以及高低温性能测试。以下是各测试项目的测试方案概述:

  1. 最大功率检测

  2. 通过调整输入电压和负载,使电源模块达到其最大输出功率状态,并验证该功率不超过标称最大值。
  3. 轻负载测试

  4. 依据公式计算出10%的轻负载大小,加载到电源模块上,评估其在轻负载条件下的性能表现。
  5. 输出电压精度

  6. 使用测量设备记录实际输出电压,并根据公式{/Vnom}*100%计算输出电压与名义电压之间的偏差。
  7. 线性电压调整率

  8. 在不同负载条件下,调整输入电压并记录输出电压的变化,评估电压稳定性。
  9. 负载调整率

  10. 在固定输入电压下,改变负载并记录输出电压的波动情况,衡量负载变化对输出电压的影响。
  11. 转换效率

  12. 使用功率计测量输入功率和输出功率,计算转换效率,评估电源模块的能效。
  13. 纹波噪声测试

  14. 使用示波器测量输出电压的纹波和噪声水平,评估电源模块输出电压的稳定性。
  15. 耐压及绝缘特性测试

  16. 对电源模块施加高压,验证其耐压能力和绝缘性能是否满足要求。
  17. 过压保护、过流保护、短路保护测试

  18. 模拟过压、过流、短路等异常情况,验证电源模块的保护机制是否有效。
  19. 高低温性能测试

  20. 将电源模块置于极端温度环境下,评估其在不同温度下的工作性能和稳定性。

测试方案

为了高效进行ACDC电源模块的测试,可以采用NSAT8000电源测试系统等基于ATECLOUD平台的解决方案。该系统通过边缘计算设备ATEBOX程控仪器,根据预设的测试流程完成自动化测试,并具备以下优势:

  • 多工位灵活拓展:支持灵活扩展工位,实现多工位同步测试,提高测试效率。
  • 批量测试功能:适用于大批量产线测试,大幅提高测试效率。
  • 一键运行:简化测试流程,加快测试速度。
  • 灵活调整测试项目和方案:适应产品工艺、业务流程变化。
  • 报告灵活:满足用户对报告的个性化需求,支持多种文档格式导出。
  • 数据洞察功能:实现数据的深度分析,提供生产过程的全面洞察。
  • 通过这些测试项目和方案,可以全面评估ACDC电源模块的性能,确保其稳定可靠,满足各种应用场景的需求。

    船用锂电池的安全分级,你了解吗?

    原创2020-08-18 20:28·中国船检杂志社

    目前,常用于新能源领域的锂电主要包括磷酸铁锂电池和三元锂电池,按照电池形状又可分为方形铝壳、圆柱、软包电池。磷酸铁锂电池不含有害元素,成本低廉,安全性非常好,循环寿命长,但能量密度低;三元锂电池能量密度高,大倍率充电和耐低温性能好,但热稳定性差。由于不同种类的电池的结构特点及反应原理有所区别,导致其安全性各有不同,从风险控制的角度对不同安全等级的锂电池采取不同的安全策略,这也是对锂电池进行安全等级划分的意义。


    ?船用动力锂电池的规范及技术要求


    中国船级社在对于锂电池规范指南的研究开展的比较早,2014年7月就发布了《太阳能光伏系统及磷酸铁锂电池系统检验指南》(2014)版,随着锂电池技术的发展、标准的更新换代,锂电池技术在船舶领域的应用也越来越多。2019年,中国船级社发布《纯电池动力船舶检验指南》,替代了《太阳能光伏系统及磷酸铁锂电池系统检验指南》里面的相关要求。


    2019指南比较大的几个变化就是对试验项目和方法进行了比较大的更新,试验项目中,单体电池增加了热失控试验,蓄电池模块和蓄电池包增加了热失控扩散要求,试验方法参照了相关新的IEC标准、国标等要求,使试验更具有操作性和有效性。二是在第二章中引入了锂电池安全分级的概念,主要将电池分为两个安全等级,安全等级为1的蓄电池需要通过严格的防护措施可船用,安全等级为2的蓄电池可采用通用安全措施可船用。提出了对蓄电池风险评估的要求,从蓄电池的设计原理、理论分析、试验结果等方面对蓄电池可能存在的风险进行评估,保证锂电池的使用安全。


    ?动力锂电池的使用风险分析及应对方法


    锂电池在实际使用过程中可能发生碰撞、过充、过放、短路等风险,从而引发热失控,甚至导致起火爆炸。随着单体电池能量密度的提高,安全风险也越大,热失控释放的能量也更高,而大多数事故因为火势大而烧毁了现场证据,不容易找到准确的事故原因。2019年10月,挪威渡船公司Norled旗下“MFYtteroyningen”号客船的蓄电池室发生小型火灾事,事故原因不明。但动力电池的火灾一般是从一个或几个电芯发生热失控开始的。


    无论电池是因为外部力量(碰撞、挤压、针刺、破裂等)还是由于内部因素(电池老化造成结构损伤、过充导致电池鼓包、隔膜缺陷、杂质、毛刺、褶皱等)都有可能导致内部短路,短时间释放大量的、能量,电池温度急剧上升,造成严重后果。针对动力电池热失控发生的诱因,预防手段主要分为电芯材料的优化和外部环境的预防管理。


    (1)电芯材料的优化主要通过对电芯材料的优化,阻断热失控的发生,提高电芯的抗热失控能力,主要从电芯的4大主材(正极材料、负极材料、隔膜、电解液)入手,如采用热稳定性更高的磷酸铁锂作为正极材料,对正极材料各元素的配比分析,提高电芯的热稳定性,在电解液中添加阻燃剂或开发固体聚合物电解质,采用强度更高、破膜温度更高的隔膜。对电芯材料的优化可以从根本上提升电池的安全性能,但也在一定程度上影响电池性能的发挥。


    (2)针对电芯热失控外部风险管控的措施主要分为结构预防、BMS监控及热管理预防三个方面,如提高电池包的机械结构及防护等级;添加电芯或模组之间的间隔组件,阻止电芯或模组之间热传导的发生;采用风冷、水冷、油冷等减轻热失控对电池的损伤;增加电源管理系统(BMS)通过实时监控电池电量、电池充放电、电池温度等措施保证电池处于健康工作状态,在系统异常及热失控发生前对系统发出预警。


    ?动力电池热失控试验方法


    中国船级社《纯电池动力船舶检验指南》2019第7章检验与试验技术要求,表7.2.1.2规定了蓄电池单体检验中关于热失控试验的试验方法及参考标准。其中要求热失控试验按照电力储能用锂离子电池GB/T36276:2018中5.2.3.8和附录A.2.19的要求进行验证。试验目的是验证电池在一定条件下发生热失控后的危险程度,热失控判定合格条件是在热失控的条件下,电池不应起火、爆炸。



    如下是某型号磷酸铁锂单体电池热失控试验的基本情况:


    (1)电芯容量为105Ah,试验采用500W电加热板接触加热目标电芯,加热板通过不锈钢夹具与电芯紧密束缚在一起。温度传感器布置如下:



    (2)按要求对测试电芯进行加热1h后,电池安全阀打开,开始产生可见烟气,随后电池发生热失控,产生大量烟雾,热失控发生一段时间后,烟气逐渐减少,电池表面开始降温,直至试验结束。



    如上图所示,电池表面温度在热失控前均在逐渐上升,在电池安全阀打开后出现一定波动,在电池热失控后达到峰值。其中T4应安全阀脱落所测温度出现跌落情况,因电池未起火,对环境温度T5影响较小。


    电池试验前后对比


    ?船用动力电池的安全分级要求及方法


    中国船级社《纯电池动力船舶检验指南》2019第二章第二节安全分级中对电池安全分为两个等级:


    安全分级一览表

    注:(1)在热失控情况下释放氧气和有毒可燃气体,燃烧(爆炸)风险较高的蓄电池,安全等级为1。

    (2)在热失控情况下仅释放有毒可燃气体,燃烧(爆炸)风险较低的蓄电池,安全等级为2。


    从分级一览表中可以知道分类的主要区别是在热失控条件下是否释放氧气,燃烧(爆炸风险)是否较高,目前生产锂电池的厂家基本也都有能力进行热失控试验,且都能提供国家强制检测报告,但通过热失控的判定条件(在热失控的条件下,电池不应起火、爆炸)可以发现,热失控试验并没有要求对是否释放氧气及有毒可燃气体,释放的浓度有多少,燃烧爆炸的风险高低进行判断。如果想要对热失控所释放的气体进行分析,就必须对释放的气体进行收集并利用相关气体探测器对释放烟气进行探测分析,而目前能达到该试验条件并取得CCS认可的机构较少,所以尽快建立相应的试验能力,尤为重要。

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    船用高压电源性能测试
    发布人:dpxbua456 发布时间:2025-03-18