外置电源的CEC认证的测试方法及注意事项

1. 引言

      CEC是美国加利福尼亚州能源委员会的简称,它的职责是使能源市场朝着良性竞争的方向发展。
      从2006年7月1号开始,凡外置电源(AC/AC,AC/DC adaptor)出口美国的加州,都必须满足美国加利福尼亚州能源委员会所颁布的加州能效法规,这个加州能效法规是在美国能源之星的基础上发展起来的一个新的能效法规。
      以下,我们来分析一下CEC认证的具体的范围,定义,测试,标志以及注意事项。

2. 范围

      CEC的外置电源的定义的范围是:单相电压输入的AC/DC或者AC/AC的外置电源适配器。

3. 定义

      在这里,我们来介绍一些CEC的测试标准中的名词,如
      ⑴ Active Mode :运行模式。指电源在工作情况下的模式。
      ⑵ Active Mode Efficiency :工作模式能效。工作模式能效等于工作模式下的真实输出功率和真实的输入功率的比值。通常以百分比来体现。
      ⑶ No Load :空载模式。指产品在接上输入电压,却没有接负载的情况下的模式。
      ⑷ No Load Power :空载功率。指产品在空载模式下的输入功率。
      ⑸ UUT :是UNIT UNDER TEST的缩写。
      ⑹ Ambient Temperature :环境温度。指当时测试的环境温度。
      ⑺ Power Factor (True) :功率因数。其值等于真实损耗功率/视在功率的比值。
      ⑻ Total Harmonic Distortion (THD) :总谐波失真。
      ⑼ Apparent Power (S) :视在功率。输入电压和输入电流的乘积。
      ⑽ Nameplate Input Voltage :铭牌输入电压,指的是客户在标签上宣称的产品的输入电压。
      ⑾ Nameplate Input Frequency :铭牌上客户宣称的输入电压的频率。
      ⑿ Nameplate Output Voltage :铭牌上客户标称的产品输出电压。
      ⒀ Nameplate Output Current :铭牌上客户标称的产品输出电流。

4. 测试

      ⑴ 概要:
      测试调节,除非另外说明,否则都是按照以下的测试条件来进行测试。
      ⑵ 测试仪器:
      功率测量必须用校准过的伏安表或者功率分析器来进行测试。仪器必须根据IEC 62301的标准进行校对,在测试功率在0.5W的时候,误差必须小于等于2%。在测试功率小于0.5W的时候,误差必须小于0.01W。功率测试的仪器的精度必须达到0.01W或者更好。测试的电压和电流的误差都必须小于等于2%。
      ⑶ 测试房间
      根据IEC 62301的标准要求,测试房间的空气流动必须在0.5m/s或者更小,周围的环境温度必须控制在23℃±5℃的范围内,样品必须放在没有热传导的实验台上进行测试。在户外使用的产品,如果有附加的测试要求,必须在报告中说明出来。
      ⑷ 测试电压
      根据IEC 62301的标准要求,测试电压的波动范围不能超过指定测试电压的±1%,和指定测试频率的±1%。如果铭牌标的输入电压是宽电压,则测试电压为115V/60Hz和230V/50Hz两种情况,如果铭牌标示的是单电压输入,则测试电压为以上两个测试电压的接近的其中一种。
      ⑸ 结果判断
      加州能效法规定从2006年7月1号起,凡外置电源出口美国加州必须满足如下的表格中的平均能效规定和空载功率要求(见表1)
      而从2008年1月1号起,凡外置电源出口美国加州必须满足如下的表格TABLE2中的新的平均能效规定和空载功率要求(见表2)
      所有的测试都必须考虑到在铭牌标示的输出电流的100%,75%,50%,25%的负载情况(注意:这里的负载的误差范围不能超过±2%),分别记录其输入功率,输入电流,功率因数,输出电压,和THD(总谐波失真),然后按照
      能效=(输出电压×输出电流)/输入功率
      来计算出当前能效值,再把100%,75%,50%,25%四种负载情况下测得的能效值平均,得到平均能效值,另外,还必须测试输出电流为0%的负载时的输入功率值,以上测试所得的平均能效值和空载功率值按照TABLE1和TABLE2的限值要求来判断是否符合哪个能效标志。

表1  平均能效规定与空载功率要求(旧)

标称输出功率

工作模式下最低平均能效

1 Watt

0.49 * 标称输出功率

1 and 49 Watts

0.09 * Ln(标称输出功率) + 0.49

49 Watts

0.84

 

空载模式下最大功耗

0 to 10 Watts

0.5 Watts

10 to 250 Watts

0.75 Watts

注:Ln(标称输出功率)= 标称输出功率的自然对数(单位Watts.

表2  平均能效规定与空载功率要求(新)

标称输出功率

工作模式下最低平均能效

1 Watt

0.5 * 标称输出功率

1 and 51 Watts

0.09 * Ln(标称输出功率) + 0.5

51 Watts

0.85

 

空载模式下最大功耗

任何输出0.5 Watts

0.5 Watts

注:Ln(标称输出功率)= 标称输出功率的自然对数(单位Watts.

5. 标志

      CEC的标签是根据国际能效标准的要求来制定的,具体如下:
      ⑴符号:外置电源的能效标志有Ⅲ和Ⅳ两种,“Ⅲ”是符合了Table1但是没有符合Table2的产品可以标示的;“Ⅳ”是符合了Table2的要求的产品,才能在标签上标示该符号。
      ⑵字体:选Times Roman(或其它plain serif fonts)。
      ⑶大小:清晰易读。
      ⑷颜色:与背景有很好的对比度。(如果是模印到外壳上,则文字与labe1背景不需要对比度)
      ⑸性能:不可擦除的。

6. 注意事项

      a. CEC测试对仪器的要求是比较严格的,因为当被测物的输出功率很小的时候,即使只有0.01的差异,也会引起能效值的很大的变化,所以尽量选择精度大的仪器来做测试。
      b. 测试的时候,要让测试样品要运行几分钟(一般是30分钟),让其达到一种平衡后,再记录测试结果。这样就会减小误差。
      c. 对于宽电压的产品,很多样品在230V/50Hz的测试电压下,不能通过测试,注意选用性能好的IC。对于单电压的线性电源,如果不能通过测试,输出部分可考虑选用不同的二极管。

参考文献:
      [1]加州能源之星法案,CEC-400-2006-002[S]。

(文章来源:《电子质量》2008年03期 陈孔云)