一、概述

定义：
高低温测试是通过模拟极端温度环境（高温、低温、温度循环等），验证电子电器产品在储存、运输、使用过程中对温度变化的耐受能力，评估其功能可靠性、材料稳定性及安全性。

分类：

1. 高温测试：验证产品在高温环境下的性能（如散热、元器件耐热性）。

2. 低温测试：验证产品在低温下的启动能力、材料脆化风险。

3. 温度循环测试：模拟温度剧烈变化（如-40℃→85℃），检测热胀冷缩导致的机械应力损伤。

4. 温湿度组合测试：高温高湿（如85℃/85% RH）加速老化，评估绝缘性能、金属部件腐蚀风险。

重要性：

· 可靠性保障：避免极端温度导致功能失效（如电池低温无法放电、塑料外壳高温变形）。

· 合规性要求：满足国标（GB/T 2423）、国际标准（IEC 60068）及行业标准（如汽车电子ISO 16750）。

· 市场适应性：确保产品在热带、寒带等不同气候区域的正常使用。

二、检测标准

1. 通用标准：

· IEC 60068-2-1（高温测试）：温度范围+200℃以内，测试时间2-96小时。

· IEC 60068-2-2（低温测试）：温度范围-65℃至+5℃，测试时间2-72小时。

· IEC 60068-2-14（温度变化）：快速温变速率（5℃/min至20℃/min）。

2. 国家标准：

· GB/T 2423.1/2（中国）：等同IEC 60068系列标准。

· MIL-STD-810G（美国军用标准）：涵盖极寒（-51℃）及高温（71℃）测试。

3. 行业标准：

· 汽车电子：ISO 16750-4（-40℃~+85℃，500次温度循环）。

· 消费电子：JEDEC JESD22-A104（芯片级温度循环测试）。

· 工业设备：EN 60068-2-30（湿热循环测试，25℃→55℃/95% RH）。

三、检测设备

1. 核心设备：

· 高低温试验箱（如ESPEC PL-3、Thermotron T3H系列）：

o 温度范围：-70℃至+180℃（液氮辅助可扩展至-90℃）。

o 温变速率：5℃/min（标准型）至20℃/min（快速温变型）。

o 湿度范围（可选）：10% RH至98% RH（高温高湿测试）。

· 温度冲击试验箱（两箱或三箱式）：

o 实现-65℃→+150℃瞬时切换（10秒内完成转换）。

2. 辅助设备：

· 数据采集系统：实时记录温度、电压、电流等参数（如Keysight 34972A）。

· 热成像仪（如FLIR T860）：定位高温下局部过热点（如电源模块）。

四、检测流程

1. 样品准备：

· 设备设置为典型工作状态（如满负荷运行）。

· 安装传感器：温度探头贴附于关键部件（如CPU、电池）。

2. 测试步骤：

· 高温测试（以+85℃为例）：

1. 初始检测：常温下功能正常性验证。

2. 升温：以3℃/min升至目标温度，保持48小时。

3. 运行测试：持续工作并监测性能（如功耗、通信稳定性）。

4. 恢复：常温放置2小时，检查外观变形、功能异常。

· 低温启动测试（以-30℃为例）：

5. 低温存储：-30℃下保持12小时（设备断电）。

6. 通电启动：记录启动时间、输出电压波动。

· 温度循环测试（-40℃↔+85℃）：

7. 循环条件：高温保持30分钟→5分钟内切换至低温保持30分钟，循环50次。

8. 监测内容：焊点开裂、LCD屏幕显示异常。

3. 结果判定：

· 合格：功能正常，无结构损坏，材料无永久性形变。

· 不合格：如低温下液晶屏迟滞、高温外壳熔化，需优化材料或散热设计。

五、费用与周期

1. 费用构成：

· 实验室自测：

o 设备成本：高低温试验箱约20万-150万元（根据温变速率和容积）。

· 第三方检测：

o 单次测试费：

§ 高温/低温测试：2000-8000元（视测试时长和样品尺寸）。

§ 温度循环测试：5000-2万元（50次循环）。

o 认证费用（如汽车电子ISO 16750）：3万-8万元（含全套环境测试）。

2. 周期：

· 常规测试：

o 单温度点测试：3-5个工作日（含预处理）。

o 温度循环测试：1-3周（50-100次循环）。

· 认证流程：4-12周（含测试、报告审核及证书签发）。

六、实际应用

1. 产品设计验证：

· 案例：某无人机电池在-20℃下放电容量仅剩50%，通过添加低温电解液提升至80%。

2. 质量控制：

· 汽车电子：100%执行-40℃冷启动测试，确保车载导航系统在严寒地区正常使用。

3. 故障分析：

· 案例：某LED路灯高温下光衰超标（85℃时亮度下降30%），优化散热片设计后降为10%。

4. 市场准入：

· 出口俄罗斯：需通过GOST R 51318.22（-50℃存储测试）。

· 军工设备：强制符合MIL-STD-810G温度极限测试。

七、注意事项

1. 样品防护：

· 高温测试时避免塑料件直接接触箱体内壁（防止局部过热熔化）。

· 低温测试后需缓慢回温，避免冷凝水导致电路短路。

2. 设备校准：

· 温度传感器每半年校准一次（参考NIST标准）。

· 湿度传感器校准周期≤1年。

3. 失效分析：

· 对测试失效样品进行显微观察（如金相分析焊点裂纹）、CT扫描（内部结构变形）。

4. 数据记录：

· 保存全程温度曲线及关键参数日志，用于追溯和整改依据。