家用电器产品中的电控版测试

曲宗峰

（中国家用电器研究院 北京 100176）

1 引言

家电产品构成的核心除了提供动力的心脏部件（电动机、压缩机、电热管等），就是提供控制功能的大脑部件（各类控制器、电控板等）。随着家电智能控制技术的不断发展，家电产品从提高舒适度到提高性能、节能效果等多方面都对智能控制用电控版的依赖越来越强。截至目前，空调器产品已实现100%用电控板进行智能控制，而不再是历史上的机械控制方式；洗衣机除了双桶洗衣机外，也都实现了电控板实施的智能控制；其他产品也是如此。目前现在电控板在家电中的应用已相当广泛，家电产品中使用的电控板的安全、性能、可靠性、稳定性等因素也直接决定着对整机产品功能、性能、节能等与使用者息息相关的指标。因此，研究电控板的测试指标就显得尤为重要和迫切。

2 家电中电控板的作用

家电中使用的电控板大都是起到对整机产品的控制和保护功能，以变频空调电控板为例，它起到了变频器、控温器、定时器、保护器等功能，变频器决定了整机的工作效率和空调的性能；控温器决定着舒适度，而且控温的准确程度、漂移等指标也决定着能耗水平；定时器的精准性对于能耗和使用舒适性有重要作用；保护器从根本上保护着机器和人身安全。这些功能决定着整机运转的效率，控温、定时的精准度，以及决定着设备和人身财产安全。因此作用巨大。

3 家电中电控板的测试现状

依据现有家电标准，对于家电中现有电控板的测试只有GB 4706.1《家用和类似用途电器的安全 第1部分：通用要求》标准中提及了第19章中的非正常测试中需要对非低功率电路进行元器件的短路和开路试验，以确定其不会产生安全隐患；另外由于洗衣机使用环境的原因其电控板都是灌封的，无法在整机上进行GB 4706.1的测试，因此依据GB/T 17499《家用洗衣机电脑程序控制器》标准进行测试。

由于电控板起到了很多控制器的功能，因此GB 14536《家用和类似用途电自动控制器》系列标准也适用于电控板的测试，但因为种种原因，现阶段电控板大都没有依据该标准进行测试。

图1 天津大学对某空调用电子控温器的漂移研究

4 家电中电控板测试的探讨

由于电控板的功能和作用，以及其对整机从安全、性能到节能方面的影响，对电控板的测试只局限于安全是远远不够的。另外，由于电控板由多种电子元件构成，电子元件的选择、可靠性等指标都对电控板的功能有直接影响，因此对电控板的测试建议应从如下方面考虑：

4.1 电气安全测试

除了现有GB 4706.1的要求，还应依据其起到的功能包括GB 14536系列标准中对安全的要求。

4.2 功能和性能测试

至少应包含GB 14536系列标注中要求的各类性能，但由于该系列标准在对产品分类上的不同考虑，常常不能覆盖对电控板功能指标中的全面考核，还应增加整机设计开发所需性能指标的附加测试。例如：电子元件发热对温控器控制精度是有影响的（图1是天津大学对某空调用电子控温器进行了温度漂移测试，随着运行时间电控板用电子元器件的发热造成了控温器近5℃的温度漂移），因此用于空调、冰箱、洗衣机、热水器等产品的电控板如果起到温控器的功能就必须进行温度漂移测试，可这个要求在GB 14536标准中对于电控板作为控温器是不做要求的。

图2 美国对机载电子设备的故障统计

随着节能指标的不断提高，整机开发者用尽各种办法来节省能源，可由于电控板的功能要求其不可避免的有能耗需求，因此对电控板进行能耗测试，以改进设计，用更低能耗的无源滤波、用开关变压器替代线性变压器等都需要增加对电控板耗能指标的测试。

4.3 可靠性测试

原则上对于电控板的可靠性可以通过所选用元器件的可靠性及失效分析来推算电控版的可靠性，但由于电子元器件本身的质量等级、元器件选择、使用环境等原因，势必造成对电控板推算的可靠性有其缺陷，因此必须对电控板单独进行可靠性试验。可靠性测试包含内容较多，主要测试包括如下。

4.3.1 环境测试

产品在使用过程中，有不同的使用环境（有些安装在室外、有些随身携带、有些装有船上等等），会受到不同环境的应力（有些受到风吹雨湿、有些受到振动与跌落、有些受到盐雾蚀侵等等），如图2所示。为了确认产品能在这些环境下正常工作，国标、行标都要求产品在环境方法模拟一些测试项目，这些测试项目包括：依据GB/T 2423系列标准进行的：低温试验、高温试验、湿热试验、霉菌试验、盐雾试验、低气压试验、振动试验、冲击试验、碰撞试验、跌落试验等。

4.3.2 EMC测试

电控板由于其装在整机中使用，无论是骚扰发射指标还是抗扰度指标都应满足整机的使用要求，因此需依据GB 4343系列标准进行：传导发射；辐射发射；静电抗扰度；电快速脉冲群抗扰度；雷击浪涌抗扰度；射频辐射抗扰度；传导抗扰度；电源跌落抗扰度；工频磁场抗扰度等项目的测试，以确定产品在干扰的情况下能正常工作。

4.3.3 软件评估测试

由于家电产品智能化控制的需要，也由于产品体积限制的安全保护需要，家电产品中的软件应用越来越普及，软件运行的可靠性同样决定着家电产品的各项安全、性能指标。因此对电控板中固化软件的测试也就显得尤为重要，现阶段在GB 4706.1和GB 14536.1标准中都有对用于安全保护软件的评估要求；但对于软件的性能可靠性，目前还没有相应标准，这个测试需要产品开发者和测试者共同协作来完善。

5 小结

综上依据电控板功能、性能和使用条件的探讨，提出了现有电控板的测试还不能满足电控板在整机中功能和开发者设计的要求，虽然产品开发者都有所侧重的自行开始了各种测试，但这些测试的规范性、适用性还有待验证。因此行业管理部门、技术部门需要适时的完善现有标准体系，针对家电中电控板的使用条件环境和实际需求，提出有效的家电电控板测试技术规范。

[1]GB 4706.1-2005《家用和类似用途电器的安全 第1部分：通用要求》

[2]GB 14536.1-2008 《家用和类似用途电自动控制器第1部分:通用要求》

[3]何琼 天津大学硕士学位论文《电子发热元件对温控器控制精度影响的研究》2006,12