液晶電視機安全試驗溫升測試技術解析lStandard,testing&equipment

i梅準趨溷與儀器

文章編號:1002—8692(2011)12—0090—03

液晶電視測試技術解析

(國家廣播電視產品質量監督檢驗中心,北京100015)

【摘要】電視機生產商逐步實現生產線的轉型,產品質量參差不齊,多有溫度超標引起人身傷害的事故.對液晶電視機按照

國家標準要求進行安全試驗中的溫升測試技術進行解析,詳細介紹了常見的熱電偶和電阻式溫度檢測器(RTD)測試方法,以

便生產商更好地認識國家標準要求,同時幫助消費者了解自己購買產品的安全性.

【關鍵詞】溫升;熱電偶;電阻式溫度檢測器

【中圖分類號】TN949.6【文獻標識碼】A

AnalysisofHeatingTestTechnologyinSafetyTestforLCDTV

HANZhengtao

(NationalTestingandInspectionCenterforRadio&TVProductsofChina,Beng100015,China)

【Abstract】TVmanufacturersgraduallyrealizethetransformationoftheirproductlines,butproductqualityisragged,therefore

manyaccidentsarehappenedbecausethetemperatureexceedsstandardlimitation.Inthispaper,allanalysisoftemperaturetest

technologyinsafetytestforLCDTVaccordingtonationalstandardsisgiven,whichintroducestestmethodsofthermocouple

andRTD,SOthatdesignerscanunderstandthenationalstandards,andconsumerscanhaveanordinaryconceptionofproducts

safetyperformance.

IKeywords]temperaturerise;thermocouple;RTD

0引言

為保證產品對于操作人員的使用安全,中國對液晶

電視機產品實行CCC認證檢測的市場準人制度.目前,

液晶電視機按照認證規則要求劃歸入CCC認證的0808

類別,其安全性能的檢測依據GB8898--2001~音頻,視頻

及類似電子設備安全要求》u.筆者將就液晶電視機在

CCC認證檢測安全試驗中的溫升測試技術進行解析.

1液晶電視機溫升測試方法

1.1概述

按照國家標準GB8898--2001要求,液晶電視機在

進行溫升測試時[11,應在溫度為l5—35℃,相對最大濕度

為75%的環境中進行.測試時,應將樣品放置在有前開

口的木制試驗箱中,位于距試驗箱前邊緣5cm處,而且

沿側面和頂面要有lam的自由空間,在樣品后面要有

5am的深度空間.如果生產商提供的說明書中規定了

樣品工作狀態,也可以將樣品按照制造廠商的規定放

置.一般而言,為了給消費者更明確的指導,生產商都

附帶了詳盡的說明書,故在進行液晶電視機的溫升測試

時,應按照說明書要求,將樣品在規定的條件下豎立放

置,以保證樣品內部實現正常的熱對流.液晶電視機溫

升測試點的選擇按照國家標準要求主要考慮如下5個方

面:1)可觸及零部件的溫升;2)除繞組外提供電氣絕緣

901/電deo

視

Engi

技

nee

礞ring2011年第35卷第12期(總第362期)

的零部件;3)用做支架或機械隔板的零部件;4)繞組;

5)不受上述部件限值限制的零部件.

以上要求具體到液晶電視機,在進行溫升測試時,

需要進行考核的溫度測試點基本包括:1)機殼;2)機外

電源線;3)機內電源線;4)可觸及按鈕及把手;5)初級

濾波電感器繞組和骨架;6)初級整流橋堆或其下PCB;

7)初級整流電路后濾波電容外殼或其下PCB;8)初級

功率三極管或其下PCB;9)變壓器繞組,骨架及鐵芯;

10)次級輸出整流二極管,整流橋堆或其下PCB;11)次級

輸出電路中濾波電容器外殼或其下PCB;12)逆變器變壓

器繞組,骨架,鐵芯或其下PCB;13)其他有懷疑的地方.

目前在溫度測試領域,常見的測試傳感方式一般可

分為4種:熱電偶法,電阻式溫度檢測器(ResistanceTern.

DeratureDetectot,RTD),熱敏電阻,積體電路式的感測

器.在這4種傳感方式里面,以熱電偶法最為簡便,并且

成本較低.RTD法具有準確度高,穩定度高的特點,其

他2種則由于可測試溫度范圍有限,成本較高等原因不

適用于電子電器領域的溫度測試,故熱電偶法廣泛應用

于工作狀態下的溫升測試.對于繞組的測試,由于熱電

偶一般不能接觸過高電壓,并且為了保證測試的精確

性,繞組的溫升測試一般采用RTD法.

1.2熱電偶法

中國統一設計型熱電偶可分為S,B,E,K,R,J,T這7

Standard,testing&el_ClU~ment

——標準,艟潮與儀器1

種標準化熱電偶,用于電子電器產品溫升測試的主要為

J,T,K型.

1)鐵/銅鎳(康銅)熱電偶(J型).測溫范圍為一40～

+750oC,具有穩定性好,熱電動勢高,靈敏度高,價格低

廉等優點,曾被UL標準體系優先推薦.

2)銅腺銅熱電偶(T型).測溫范圍為一200～+350℃,

具有熱電性好,熱電動勢與溫度關系近似線性,熱電動勢

高,靈敏度高,數據重復性高等優點.

3)鎳鉻腺硅熱電偶(K型).測溫范圍為0～1300℃,

它具有熱電動勢與溫度關系近似線性,熱電動勢高,適用

于高溫測量等優點.

在用于試驗室檢測時,如圖

1所示,熱電偶應按照CTL—OP108

《關于熱電偶的制備,安裝,延伸

和使用的實驗室程序》j中推薦做

法制備:圖1熱電偶制備示意圖

1)剝去內絕緣層直至距離頂端約1.5mm處.

2)剝去外絕緣層(如有)直至距離頂端約15mill處.

3)頂端通過點焊連接.

在對液晶電視機的溫升測試中,應供給樣品額定電

壓的0.9倍或1.1倍的電源電壓,為樣品輸入標準的音視

頻信號,保證樣品為正常額定并且最不利的工作狀態.

一

般電源端采用穩壓電源供電輸出至輸人參數監測設

備,再連接至被試樣品,與此同時,供以標準信號源,如圖

2和圖3所示.

圖2標準信號源(照片)

圖3被試樣品在標準信號下的工作狀況圖(照片)

測試之初,應根據電路圖結合被試樣品進行線路分

析,預估溫度偏高位置并做記錄.按照上述條件使樣品

工作約4h后,斷開其供電電源,迅速拆開外殼,用紅外

測溫儀進行溫度排查,找出溫度偏高點,結合線路分析得

出預估測試點,確定溫升測試點.

確定溫升測試點之后,將溫度記錄儀的熱電偶布置

在相應的測試點處,熱電偶的固定方法有綁扎,粘接,噴

射,焊接和錫焊.

1)綁扎.用細線綁扎,主要用于圓形物體的表面溫

度測量,比如導線絕緣,需要注意的是,在測量導線絕緣

時,需要切開絕緣層,但不可接觸導體,然后將熱電偶埋

置于絕緣層中測試.

2)粘接.這種方法是最通用的,根據粘接用膠的性

質可粘接在許多物質表面,適用性很廣,一般采用膠水加

催化劑的形式達到快速粘接的目的,這種方法操作快速,

另外,為了保證粘接的牢固性,粘接之前應將熱電偶先固

定在位.

3)焊接和錫焊.對于可焊性表面,可采用焊接的方

式,這種方法具有極好的導熱性.

4)噴射.熱電偶通常布置在測試點表面的微凹處,

以保證測試的準確性,在這種情況下,熱電偶的接點可處

于凹陷處,其上噴射金屬粉末.

1-3RTD法

除上述可以用熱電偶法監測的位置外,還需要對變

壓器的繞組溫升進行測試,由于變壓器繞組在樣品工作

時一般屬于危險帶電零部件,所以不適宜于用熱電偶直

接測量.變壓器繞組的溫升測試一般采用RTD,即電阻

法測量,如圖4所示.用焊接法將變壓器的繞組引出至

方便測試的位置,在斷電狀態下測試繞組的電阻R(冷

阻,常溫狀態下的阻值),(熱阻,樣品工作至溫度恒定

時的阻值).基于電阻的阻值隨溫度變化而變化的原理,

測試時由于溫度恒定,可直接測得,而:由于斷電瞬間

繞組溫度立即開始下降,導致阻值也開始變化,所以R

的測量一般是用四線法測出,通過線性回歸法計算得

出.繞組的溫升值應當按下列公式進行計算

△=(234.5K+T1)一(T2一Tx)(1)

n1

△=(225K+T1)一(T2一T1)(2)

n1

式中:式(1)表示對銅導線繞組,式(2)表示對鋁導線繞

組.△為溫升值,

為試驗開始時繞

組的電阻值,:為

試驗結束時繞組

的電阻值,為試

驗開始時的室溫,

為試驗結束時的

室溫.圖4電阻法測試焊接示意圖

2011年第35卷第12期(總第362期)”V,Qwltl,91ideii『

lStandard,testing&equipment

I稼準,趨舅與儀器——

2液晶電視機溫升測試過程

測試開始后,將變壓器繞組通過焊接引線引至方便

測試的位置,測試冷阻昆并做記錄.按照確定的溫升測

試點進行布置,為減小測試手法對測試結果的影響,應

將熱電偶的接點盡量垂直并觸及測試面,如圖5所示.

圖5熱電偶布置圖

布置完成后,應將樣品外殼按照原設計安裝,恢復裝

配狀態.調節供電電源輸出電壓至額定電壓的1.1倍,供

給標準信號,使樣品處于正常工作狀態下,用溫度記錄儀

通過熱電偶監測溫度變化.工作至4h或溫度達到穩定

后,斷開樣品電源,用電橋阻值測試儀測得在斷電瞬間之

后的等時間段的多個阻值并做記錄,通過線性回歸法計

算出斷電瞬間的阻值.測試結束后,使樣品冷卻至室

溫,調節供電電源輸出電壓至額定電壓的0.9倍,重復以

上操作.通過溫度記錄儀獲得熱電偶法測試的結果,通

過線性回歸法計算獲得變壓器繞組溫升測試的結果,圖

64圖7分別為溫度記錄儀和電阻法測試結果示例.

溫升測試結束后,應根據測得的數據按照國家標準

GB8898--2001要求對相應溫度監測點的溫升值進行判

定,例如絕緣材料機殼溫升限值應為60K,而金屬機殼

溫升限值應為4OK,從而得出樣品溫升測試結果是否符

合要求.

3小結

溫升測試作為液晶電視機CCC認證檢測中的重大

一一

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圖6溫度記錄儀曲線圖(截圖)

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圖7電阻法測試結果圖(截圖)

項目,是液晶電視機本身安全性能優劣的最大體現.筆

者詳細介紹了熱電偶法和RTD法測試液晶電視機溫升

的方法,希望對廣大液晶電視機生產商的設計者有所幫

助,不斷優化產品設計,提高產品的安全性能,為消費者

提供更加有力的安全保障.

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責任編輯:孫卓收稿日期:2011—04—15

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