家用電器產(chǎn)品中的電控版測試

曲宗峰

（中國家用電器研究院 北京 100176）

1 引言

家電產(chǎn)品構(gòu)成的核心除了提供動力的心臟部件（電動機(jī)、壓縮機(jī)、電熱管等），就是提供控制功能的大腦部件（各類控制器、電控板等）。隨著家電智能控制技術(shù)的不斷發(fā)展，家電產(chǎn)品從提高舒適度到提高性能、節(jié)能效果等多方面都對智能控制用電控版的依賴越來越強(qiáng)。截至目前，空調(diào)器產(chǎn)品已實現(xiàn)100%用電控板進(jìn)行智能控制，而不再是歷史上的機(jī)械控制方式；洗衣機(jī)除了雙桶洗衣機(jī)外，也都實現(xiàn)了電控板實施的智能控制；其他產(chǎn)品也是如此。目前現(xiàn)在電控板在家電中的應(yīng)用已相當(dāng)廣泛，家電產(chǎn)品中使用的電控板的安全、性能、可靠性、穩(wěn)定性等因素也直接決定著對整機(jī)產(chǎn)品功能、性能、節(jié)能等與使用者息息相關(guān)的指標(biāo)。因此，研究電控板的測試指標(biāo)就顯得尤為重要和迫切。

2 家電中電控板的作用

家電中使用的電控板大都是起到對整機(jī)產(chǎn)品的控制和保護(hù)功能，以變頻空調(diào)電控板為例，它起到了變頻器、控溫器、定時器、保護(hù)器等功能，變頻器決定了整機(jī)的工作效率和空調(diào)的性能；控溫器決定著舒適度，而且控溫的準(zhǔn)確程度、漂移等指標(biāo)也決定著能耗水平；定時器的精準(zhǔn)性對于能耗和使用舒適性有重要作用；保護(hù)器從根本上保護(hù)著機(jī)器和人身安全。這些功能決定著整機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的效率，控溫、定時的精準(zhǔn)度，以及決定著設(shè)備和人身財產(chǎn)安全。因此作用巨大。

3 家電中電控板的測試現(xiàn)狀

依據(jù)現(xiàn)有家電標(biāo)準(zhǔn)，對于家電中現(xiàn)有電控板的測試只有GB 4706.1《家用和類似用途電器的安全 第1部分：通用要求》標(biāo)準(zhǔn)中提及了第19章中的非正常測試中需要對非低功率電路進(jìn)行元器件的短路和開路試驗，以確定其不會產(chǎn)生安全隱患；另外由于洗衣機(jī)使用環(huán)境的原因其電控板都是灌封的，無法在整機(jī)上進(jìn)行GB 4706.1的測試，因此依據(jù)GB/T 17499《家用洗衣機(jī)電腦程序控制器》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。

由于電控板起到了很多控制器的功能，因此GB 14536《家用和類似用途電自動控制器》系列標(biāo)準(zhǔn)也適用于電控板的測試，但因為種種原因，現(xiàn)階段電控板大都沒有依據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。

圖1 天津大學(xué)對某空調(diào)用電子控溫器的漂移研究

4 家電中電控板測試的探討

由于電控板的功能和作用，以及其對整機(jī)從安全、性能到節(jié)能方面的影響，對電控板的測試只局限于安全是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。另外，由于電控板由多種電子元件構(gòu)成，電子元件的選擇、可靠性等指標(biāo)都對電控板的功能有直接影響，因此對電控板的測試建議應(yīng)從如下方面考慮：

4.1 電氣安全測試

除了現(xiàn)有GB 4706.1的要求，還應(yīng)依據(jù)其起到的功能包括GB 14536系列標(biāo)準(zhǔn)中對安全的要求。

4.2 功能和性能測試

至少應(yīng)包含GB 14536系列標(biāo)注中要求的各類性能，但由于該系列標(biāo)準(zhǔn)在對產(chǎn)品分類上的不同考慮，常常不能覆蓋對電控板功能指標(biāo)中的全面考核，還應(yīng)增加整機(jī)設(shè)計開發(fā)所需性能指標(biāo)的附加測試。例如：電子元件發(fā)熱對溫控器控制精度是有影響的（圖1是天津大學(xué)對某空調(diào)用電子控溫器進(jìn)行了溫度漂移測試，隨著運(yùn)行時間電控板用電子元器件的發(fā)熱造成了控溫器近5℃的溫度漂移），因此用于空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)、熱水器等產(chǎn)品的電控板如果起到溫控器的功能就必須進(jìn)行溫度漂移測試，可這個要求在GB 14536標(biāo)準(zhǔn)中對于電控板作為控溫器是不做要求的。

圖2 美國對機(jī)載電子設(shè)備的故障統(tǒng)計

隨著節(jié)能指標(biāo)的不斷提高，整機(jī)開發(fā)者用盡各種辦法來節(jié)省能源，可由于電控板的功能要求其不可避免的有能耗需求，因此對電控板進(jìn)行能耗測試，以改進(jìn)設(shè)計，用更低能耗的無源濾波、用開關(guān)變壓器替代線性變壓器等都需要增加對電控板耗能指標(biāo)的測試。

4.3 可靠性測試

原則上對于電控板的可靠性可以通過所選用元器件的可靠性及失效分析來推算電控版的可靠性，但由于電子元器件本身的質(zhì)量等級、元器件選擇、使用環(huán)境等原因，勢必造成對電控板推算的可靠性有其缺陷，因此必須對電控板單獨進(jìn)行可靠性試驗。可靠性測試包含內(nèi)容較多，主要測試包括如下。

4.3.1 環(huán)境測試

產(chǎn)品在使用過程中，有不同的使用環(huán)境（有些安裝在室外、有些隨身攜帶、有些裝有船上等等），會受到不同環(huán)境的應(yīng)力（有些受到風(fēng)吹雨濕、有些受到振動與跌落、有些受到鹽霧蝕侵等等），如圖2所示。為了確認(rèn)產(chǎn)品能在這些環(huán)境下正常工作，國標(biāo)、行標(biāo)都要求產(chǎn)品在環(huán)境方法模擬一些測試項目，這些測試項目包括：依據(jù)GB/T 2423系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的：低溫試驗、高溫試驗、濕熱試驗、霉菌試驗、鹽霧試驗、低氣壓試驗、振動試驗、沖擊試驗、碰撞試驗、跌落試驗等。

4.3.2 EMC測試

電控板由于其裝在整機(jī)中使用，無論是騷擾發(fā)射指標(biāo)還是抗擾度指標(biāo)都應(yīng)滿足整機(jī)的使用要求，因此需依據(jù)GB 4343系列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行：傳導(dǎo)發(fā)射；輻射發(fā)射；靜電抗擾度；電快速脈沖群抗擾度；雷擊浪涌抗擾度；射頻輻射抗擾度；傳導(dǎo)抗擾度；電源跌落抗擾度；工頻磁場抗擾度等項目的測試，以確定產(chǎn)品在干擾的情況下能正常工作。

4.3.3 軟件評估測試

由于家電產(chǎn)品智能化控制的需要，也由于產(chǎn)品體積限制的安全保護(hù)需要，家電產(chǎn)品中的軟件應(yīng)用越來越普及，軟件運(yùn)行的可靠性同樣決定著家電產(chǎn)品的各項安全、性能指標(biāo)。因此對電控板中固化軟件的測試也就顯得尤為重要，現(xiàn)階段在GB 4706.1和GB 14536.1標(biāo)準(zhǔn)中都有對用于安全保護(hù)軟件的評估要求；但對于軟件的性能可靠性，目前還沒有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，這個測試需要產(chǎn)品開發(fā)者和測試者共同協(xié)作來完善。

5 小結(jié)

綜上依據(jù)電控板功能、性能和使用條件的探討，提出了現(xiàn)有電控板的測試還不能滿足電控板在整機(jī)中功能和開發(fā)者設(shè)計的要求，雖然產(chǎn)品開發(fā)者都有所側(cè)重的自行開始了各種測試，但這些測試的規(guī)范性、適用性還有待驗證。因此行業(yè)管理部門、技術(shù)部門需要適時的完善現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)體系，針對家電中電控板的使用條件環(huán)境和實際需求，提出有效的家電電控板測試技術(shù)規(guī)范。

[1]GB 4706.1-2005《家用和類似用途電器的安全 第1部分：通用要求》

[2]GB 14536.1-2008 《家用和類似用途電自動控制器第1部分:通用要求》

[3]何瓊 天津大學(xué)碩士學(xué)位論文《電子發(fā)熱元件對溫控器控制精度影響的研究》2006,12