亚洲精品综国产极品粉嫩泬免费观看_成人观看免费毛片_亚洲精品无码在线视频_亚洲中文字幕制服人妻_国产精品三级高清在线_日本一本午夜免费播放_欧美v韩国v国产v_最新中文字幕?V无码专区不卡_牛牛影院毛片大全免费看_色综合色鬼无码视频

首先，讓我們明確示波器功率分析可以實現(xiàn)什么功能：

1.分析整體諧波失真和有效功率，取決于功率、功率因素和峰值因素。

電流諧波試驗按IEC61000-3-2標準進行。

3.測量開關設備的開關損耗和導通損耗。

4.分析電流和電壓的轉換率dl/dt和dv/dt。

5.示波器紋波測量自動設置。

6.分析脈沖寬度調制。

從傳統(tǒng)的模擬電源到高效的開關電源，電源的類型和大小都有很大的不同。它們都面臨著復雜而動態(tài)的工作環(huán)境。設備負荷和需求可能會在瞬間發(fā)生很大的變化。即使是日常開關電源也能承受遠遠超過其平均工作電平的瞬時峰值。設計電源或系統(tǒng)中使用電源的工程師需要了解靜態(tài)和最差條件下電源的工作。

在過去，描述電源的行為特征意味著使用數(shù)字萬用表測量靜態(tài)電流和電壓，并使用計算器或電腦進行艱苦的計算。今天，大多數(shù)工程師將示波器作為他們的首選電源測量平臺?，F(xiàn)代示波器可以配備集成的電源測量和分析軟件，簡化設置，使動態(tài)測量更容易。用戶可以定制關鍵參數(shù)，自動計算，并在幾秒鐘內看到結果，而不僅僅是原始數(shù)據(jù)。

電源設計及其測量要求。

理想情況下，每個電源都應該像它設計的數(shù)學模型一樣工作。然而，在現(xiàn)實世界中，組件存在缺陷，負載會發(fā)生變化，電源可能會失真，環(huán)境會發(fā)生變化。此外，不斷變化的性能和成本要求也使電源設計更加復雜?？紤]到這些問題：

額定功率以外的電源能維持多少瓦？它能持續(xù)多久？電源散發(fā)多少熱量？過熱時會發(fā)生什么？它需要多少冷卻氣流？當負載電流急劇增加時會發(fā)生什么？設備能保持額定輸出電壓嗎？如何處理輸出端的完全短路？當電源的輸入電壓發(fā)生變化時會發(fā)生什么？

設計師需要開發(fā)更少的空間，降低熱量，降低制造成本，滿足更嚴格的EMI/EMC標準。工程師只有嚴格的測量系統(tǒng)才能實現(xiàn)這些目標。

測量示波器和電源。

對于那些習慣于用示波器進行高帶寬測量的人來說，電源測量可能很簡單，因為它的頻率相對較低。事實上，高速電路設計師從未面臨過許多挑戰(zhàn)。

整個開關設備的電壓可能非常高，并且是浮動的，即不接地。信號的脈沖寬度、周期、頻率和空間比都會發(fā)生變化。必須如實捕獲和分析波形，以發(fā)現(xiàn)異常波形。這對示波器有嚴格的要求。各種探頭-同時需要單端探頭、差異探頭和電流探頭。儀器必須有一個大的存儲器，以提供長期低頻收集結果的記錄空間。并可能需要在一次收集中捕獲不同的信號。

開關電源基礎。

大多數(shù)現(xiàn)代系統(tǒng)中的主流直流電源系統(tǒng)結構是開關電源（SMPS），這是眾所周知的，因為它可以有效地處理變化負載。典型的SMPS電源信號路徑包括無源設備、有源設備和磁性元件。SMPS使用盡可能少的損耗元件（如電阻和線性晶體管），主要使用無損耗元件：開關晶體管、電容和磁性元件。

SMPS設備還有一個控制部分，包括脈寬調節(jié)器脈頻調節(jié)器和反饋環(huán)1。控制部分可能有自己的電源。圖1是簡化的SMPS示意圖，顯示了電能轉換部分，包括有源設備、無源設備和磁性元件。

SMPS技術采用金屬氧化物場效應晶體管（MOSFET）、絕緣柵雙極晶體管（IGBT）等功率半導體開關設備。這些設備開關時間短，能夠承受不穩(wěn)定的電壓峰值。同樣重要的是，它們消耗的能量很少，效率高，熱量低。開關設備在很大程度上決定了SMPS的整體性能。開關設備的主要測量包括：開關損耗、平均功率損耗、安全工作區(qū)域等。

準備好測量電源。

在準備測量開關電源時，必須選擇合適的工具，并設置這些工具，以便它們能夠準確、可重復地工作。當然，示波器必須具有基本的帶寬和采樣速率，以適應SMPS的開關頻率。電源測量至少需要兩個通道，一個用于電壓，另一個用于電流。有些設施也很重要，它們可以使電源測量更容易、更可靠。以下是需要考慮的部分：

開關器件的開啟和斷開電壓能在同一次采集中處理嗎？這些信號的比例可能達到10000:1。

電壓探頭和電流探頭是否可靠、準確？有沒有有效的方法來糾正它們的不同延遲？

探頭的靜態(tài)噪聲有沒有有效的降低方法？

儀器能配備足夠的記錄長度，以較高的采樣速度捕獲較長的完整工頻波形嗎？

這些特性是進行有意義、有效電源設計測量的基礎。

測量一次采集的100伏和100毫伏電壓。

為了測量開關器件的開關損耗和平均功率損耗，示波器必須分別確定開關器件斷開時的電壓。

在最高輸入電壓下，開關器件上的斷開狀態(tài)電壓(TP1和TP2之間)可能高達750V。在開啟狀態(tài)下，同一端子之間的電壓可能在幾毫伏到一伏左右。圖3顯示了開關器件的典型信號特性。

測試開關電源。

圖3.開關設備的典型信號。

為了準確測量開關器件的電源，必須首先測量斷開和開啟電壓。然而，典型的8位數(shù)字示波器的動態(tài)范圍不足以準確地收集開啟期間的毫伏信號和斷開期間的高電壓。為了捕獲信號，示波器的垂直范圍應設置為每分100伏。在此設置下，示波器可以接受高達1000V的電壓，以便在不使示波器過載的情況下收集700V的信號。使用該設置的問題是，最大靈敏度（可分析的最小信號范圍）變?yōu)?000/256，即約4V。

泰克DPOPWR軟件解決了這個問題，用戶可以在設備技術數(shù)據(jù)中RDSON或VCEsat值輸入圖4所示的測量菜單中。如果測量電壓在示波器的靈敏度范圍內，DPOPWR也可以用采集的數(shù)據(jù)計算，而不是手動輸入值。

圖4.DPOPWR輸入頁面允許用戶輸入RDSON和VCEsat的技術數(shù)據(jù)值。

測試開關電源。

圖4.傳輸延遲應對電源測量的影響。

消除電壓探頭與電流探頭之間的時間偏差。

為了使用數(shù)字示波器進行電源測量，必須測量MOSFET開關器件（如圖2所示）漏極、源極之間的電壓和電流，或IGBT集電極和發(fā)射極之間的電壓。該任務需要兩個不同的探頭：一個高壓差探頭和一個電流探頭。后者通常是非插入式霍爾效應探頭。這兩種探頭都有其獨特的傳輸延遲。這兩種延遲的差異（稱為時間偏差）會導致范圍測量和與時間相關的測量不準確。一定要了解探頭傳輸延遲對最大峰值功率和面積測量的影響。畢竟，功率是電壓和電流的積累。如果兩個乘數(shù)的變量沒有得到很好的糾正，結果將是錯誤的。當探頭沒有正確的時間偏差校正時，將影響開關損耗等測量的準確性。

圖5所示的測試設置比較了探頭端部的信號(下線顯示)和傳輸延遲后示波器前面板上的信號(上部顯示)。

圖6-圖9是一個實際的示波器屏幕圖，顯示了探頭時滯的影響。它使用泰克P52051.3kV差分探頭與TCP0030AC/DC電流探頭連接到DUT上。通過校準夾具提供電壓和電流信號。圖6顯示了電壓探頭和電流探頭之間的時滯。圖7顯示了未校正兩個探頭時滯時獲得的測量結果（6.059mW）。圖8顯示了校正探頭時滯的影響。兩條參考曲線重疊，表示補償延遲。圖9中的測量結果顯示了正確校正時滯的重要性。這個例子表明，時滯引入了6%的測量誤差。準確校正時滯降低了峰值功率損失的測量誤差。

圖5.傳輸延遲效應對電源測量的影響。

圖7.有時間偏差時，峰值幅度和面積測量為6.059瓦。

DPOPWR電源測量軟件可以自動糾正所選探頭組合的時間偏差。該軟件控制示波器，并通過實時電流和電壓信號調整電壓通道和電流通道之間的延遲，以消除電壓探頭和電流探頭之間的傳輸延遲。

靜態(tài)校正時間偏差的功能也可以使用，但前提是特定的電壓探頭和電流探頭是恒定的，可以重復傳輸延遲。靜態(tài)校正時間偏差的功能根據(jù)內置的傳輸時間表自動調整選定電壓與電流通道之間的延遲，以選擇探頭（如本文檔中討論的Tektronix探頭）。該技術為將時間偏差降至最低提供了快速方便的方法。