液晶電視機安全試驗溫升測試技術(shù)解析

液晶電視機安全試驗溫升測試技術(shù)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(shù)解析

(國家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心,北京100015)

【摘要】電視機生產(chǎn)商逐步實現(xiàn)生產(chǎn)線的轉(zhuǎn)型,產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊,多有溫度超標(biāo)引起人身傷害的事故.對液晶電視機按照

國家標(biāo)準要求進行安全試驗中的溫升測試技術(shù)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(chǎn)商更好地認識國家標(biāo)準要求,同時幫助消費者了解自己購買產(chǎn)品的安全性.

【關(guān)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(biāo)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(chǎn)品對于操作人員的使用安全,中國對液晶

電視機產(chǎn)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(guī)則要求劃歸入CCC認證的0808

類別,其安全性能的檢測依據(jù)GB8898--2001~音頻,視頻

及類似電子設(shè)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(shù)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(biāo)準GB8898--2001要求,液晶電視機在

進行溫升測試時[11,應(yīng)在溫度為l5—35℃,相對最大濕度

為75%的環(huán)境中進行.測試時,應(yīng)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(cè)面和頂面要有l(wèi)am的自由空間,在樣品后面要有

5am的深度空間.如果生產(chǎn)商提供的說明書中規(guī)定了

樣品工作狀態(tài),也可以將樣品按照制造廠商的規(guī)定放

置.一般而言,為了給消費者更明確的指導(dǎo),生產(chǎn)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(yīng)按照說明書要求,將樣品在規(guī)定的條件下豎立放

置,以保證樣品內(nèi)部實現(xiàn)正常的熱對流.液晶電視機溫

升測試點的選擇按照國家標(biāo)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(nèi)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(lǐng)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(wěn)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(lǐng)域的溫度測試,故熱電偶法廣泛應(yīng)用

于工作狀態(tài)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(tǒng)一設(shè)計型熱電偶可分為S,B,E,K,R,J,T這7

Standard,testing&el_ClU~ment

——標(biāo)準,艟潮與儀器1

種標(biāo)準化熱電偶,用于電子電器產(chǎn)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(wěn)定性好,熱電動勢高,靈敏度高,價格低

廉等優(yōu)點,曾被UL標(biāo)準體系優(yōu)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(guān)系近似線性,熱電動勢

高,靈敏度高,數(shù)據(jù)重復(fù)性高等優(yōu)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(guān)系近似線性,熱電動勢高,適用

于高溫測量等優(yōu)點.

在用于試驗室檢測時,如圖

1所示,熱電偶應(yīng)按照CTL—OP108

《關(guān)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?nèi)?nèi)絕緣層直至距離頂端約1.5mm處.

2)剝?nèi)ネ饨^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(yīng)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(biāo)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(tài).

一

般電源端采用穩(wěn)壓電源供電輸出至輸人參數(shù)監(jiān)測設(shè)

備,再連接至被試樣品,與此同時,供以標(biāo)準信號源,如圖

2和圖3所示.

圖2標(biāo)準信號源(照片)

圖3被試樣品在標(biāo)準信號下的工作狀況圖(照片)

測試之初,應(yīng)根據(jù)電路圖結(jié)合被試樣品進行線路分

析,預(yù)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(jié)合線路分析得

出預(yù)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(yīng)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(dǎo)線絕緣,需要注意的是,在測量導(dǎo)線絕緣

時,需要切開絕緣層,但不可接觸導(dǎo)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(jù)粘接用膠的性

質(zhì)可粘接在許多物質(zhì)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(yīng)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(dǎo)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(jiān)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(tài)下測試繞組的電阻R(冷

阻,常溫狀態(tài)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(dǎo)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(yīng)當(dāng)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(dǎo)線繞組,式(2)表示對鋁導(dǎo)線繞

組.△為溫升值,

為試驗開始時繞

組的電阻值,:為

試驗結(jié)束時繞組

的電阻值,為試

驗開始時的室溫,

為試驗結(jié)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(jié)果的影響,應(yīng)

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(yīng)將樣品外殼按照原設(shè)計安裝,恢復(fù)裝

配狀態(tài).調(diào)節(jié)供電電源輸出電壓至額定電壓的1.1倍,供

給標(biāo)準信號,使樣品處于正常工作狀態(tài)下,用溫度記錄儀

通過熱電偶監(jiān)測溫度變化.工作至4h或溫度達到穩(wěn)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(jié)束后,使樣品冷卻至室

溫,調(diào)節(jié)供電電源輸出電壓至額定電壓的0.9倍,重復(fù)以

上操作.通過溫度記錄儀獲得熱電偶法測試的結(jié)果,通

過線性回歸法計算獲得變壓器繞組溫升測試的結(jié)果,圖

64圖7分別為溫度記錄儀和電阻法測試結(jié)果示例.

溫升測試結(jié)束后,應(yīng)根據(jù)測得的數(shù)據(jù)按照國家標(biāo)準

GB8898--2001要求對相應(yīng)溫度監(jiān)測點的溫升值進行判

定,例如絕緣材料機殼溫升限值應(yīng)為60K,而金屬機殼

溫升限值應(yīng)為4OK,從而得出樣品溫升測試結(jié)果是否符

合要求.

3小結(jié)

溫升測試作為液晶電視機CCC認證檢測中的重大

一一

鹺鼬矗一一皋一薄

…_一llll’-0:皂,

‘

.

,

圖6溫度記錄儀曲線圖(截圖)

矗掛■盧

一匿雪墨登玉圈

圖7電阻法測試結(jié)果圖(截圖)

項目,是液晶電視機本身安全性能優(yōu)劣的最大體現(xiàn).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(chǎn)商的設(shè)計者有所幫

助,不斷優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計,提高產(chǎn)品的安全性能,為消費者

提供更加有力的安全保障.

參考文獻:

[1】中國電子技術(shù)標(biāo)準化研究所.GB8898—2001音頻,視頻及類似電

子設(shè)備安全要求【S】.北京:中國標(biāo)準出版社,2001.

[2】IECEECommitteeofTestingLaboratories.Laboratorypmced~efor

preparation,attachment,extensionanduseofthermocouples[EB/OL].

[2010-10_o9J./cfl/operational/cfl-op--108-ed1.pelf.

[3]國家廣播電視產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心.音視頻及類似電子設(shè)備安

全要求國家標(biāo)準實施指南[ME京:中國標(biāo)準出版社,2004.

責(zé)任編輯:孫卓收稿日期:2011—04—15

(上接第83頁)

[5】沈縈華,呂朝輝3DTV中的編碼技術(shù)綜述[JJ.電視技術(shù),2009,33(11):

28-30.

【6]DEERINGM.Geometrycompression[EB/OL].[2OLO一12—21].http://

/viewdoc/download?doi=.8941&rep=rep1&

type=pdf.

[71STELMACHLB,TAMWj.Stereoscopicimagecoding..effectof

disparateimage--queryinleft—andghteyeviews[J].SignalProcessing:

ImageCommunication,1998,14:111-117.

【8】辛普森,格林菲爾.IP,rv與網(wǎng)絡(luò)視頻:拓展廣播電視的應(yīng)用范圍[M】.

郎為民,集巧,譯.北京:機械工業(yè)出版社,2008.

922011年第35卷第12期(總第362期)

【9]9侯春萍.平面圖像立