試驗案例：高溫對電源適配器安全性能的影響
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發布日期： 2020.06.15
電子產品在正常使用過程中，其內部的電子元器件如電阻器、電容器、繞組（變壓器、電感線圈）、半導體器件（尤其是大功率器件）都要消耗電能，其中一部分以熱能的形式向外散發，使設備各個部分的溫度不同程度的升高。熱量的傳遞方式主要有三種:熱傳導、熱對流和熱輻射。所有溫度高的部分會對周圍溫度低的部分發生熱輻射。當環境溫度較高時，熱輻射不明顯，設備的熱量不易散發，會導致設備中元器件的溫度升高。當設備的溫度超過絕緣材料所能承受的溫度時，可能導致絕緣材料軟化、變形，從而導致爬電距離和電氣間隙的減小，設備的安全絕緣性能下降或失效，以至引發電擊危險等。另外，過高的溫度還會導致灼傷、引燃、著火等危險。
1、試驗樣品和試驗條件
通過試驗可驗證較高的環境溫度會增加設備的發熱程度。選擇在發熱上具有一定代表性的試驗樣品，使其處於滿負載的條件下，或處於在正常工作中可能出現的不利條件的組合下，在高低溫濕熱試驗箱內模擬不同的環境溫度來測試其主要發熱部位的溫升。本文所述的試驗以電源適配器作為樣品，使其連接額定負載。在+25℃~+55℃（實驗室溫度）之間觀測隨環境溫度的上升，設備正常工作時溫度（溫升）的變化趨勢。測試點主要選在:變壓器繞組（或骨架）、大功率發熱器件（三極管等）及其鄰近的印製板、外殼等部位。
2、試驗方法
試驗采用熱電偶測試法。使用數據采集器觀測溫度變化趨勢，待測試點的溫度穩定後，記錄穩定時的溫度。
測試步驟為:
（1）給試驗樣品加額定負載，或使其處在不利的工作條件下;
（2）使高低溫濕熱試驗箱的溫度達到預定的環境溫度，並穩定;
（3）觀測試驗樣品的溫度變化，直至各溫度測試點的溫度達到穩定（即溫度漂移在±1℃）;
（4）記錄測試結果。
3、試驗結果分析
圖1是在不同環境溫度條件下電源適配器各個測試點的發熱溫度的曲線圖，其中橫坐標為環境溫度，共有6個數據點，對應著6檔環境溫度，分別為+20℃、+25℃、+30℃、+35℃、+40
℃和+45℃;縱坐標為各測試點溫度，表示各測試點在不同環境溫度下穩定的發熱溫度。圖1中不同的曲線代表著適配器各測試點的發熱溫度隨環境溫度的變化趨勢。其中下方的曲線為高低溫濕熱試驗箱環境溫度實測值。圖1中表格中的數據為圖中曲線各統計點的縱向坐標值。例如:代表電解電容溫度的曲線在橫坐標1號統計數據點，環境溫度為+20℃檔（實測環境溫度為21.71℃時），測得的發熱溫度為65.82℃。即此數據格對應從圖1中由上向下數第三條曲線上的點的縱坐標值為65.82℃。
從圖1可以看到，在環境溫度20℃~45℃區間內，適配器所有各測試點的溫度隨著環境溫度的上升基本呈線性上升趨勢，而溫升基本為恒定值。這些測試點包括了重要的安全器件，比如起安全隔離作用的變壓器，當其溫度隨著環境溫度的上升而升高並超過其絕緣材料所能承受的溫度時，可能導致絕緣材料老化，初次級繞組間的絕緣失效，從而造成電擊危險等。在相關的電子產品安全標準中，對設備中不同元器件在正常工作條件下和故障條件下的溫升（溫度）都規定了一定的限值。
