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一台示波器,如何轻松搞定电源信号完整性测试?


  来源: ZLG致远仪器 时间:2021-08-26 编辑:清风
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开关电源的质量直接影响到产品的性能及其安全可靠性。电源测试项目多,计算量大,统计繁琐等问题一直困扰着工程师们,本文将对开关电源的几个重要测试项目进行讲解。


示波器电源测试分析主要实现使用示波器来对电源(开关电源)进行相关测试,提高电源开发人员的工作效率,方便对电源模块进行测试。主要涉及开关电源(AC/DC)有关测试。


在大多数现代系统中,流行的DC电源结构是开关电源(SMPS),这种电源因能够高效处理负载变化而闻名。典型SMPS的电源信号路径包括无源元件、有源元件和磁性元件。SMPS最大限度地减少了有损耗的元件的使用量,如电阻器和线性模式晶体管,重点采用(在理想条件下)没有损耗的元件,如开关式晶体管、电容器和磁性元件。其主要构成如图1所示。  


图1 开关电源原理图


开关电源的测试参数主要包括输入端分析、输出端分析、磁性元件分析、开关器件分析、调制分析、环路分析等,如下图2为示波器进入电源分析测试界面后,对应各个测试功能的测试项目。


图2 电源分析项目


输入端分析——谐波测试


由于电源谐波的产生会增大电源系统的谐波损耗,降低电源利用率,使电源端负载等设备过载运行,缩短使用寿命,也有可能发生谐振现象,导致各个器件因电流过大或电压过大而损坏等,所以对谐波的参数测试和分析就至关重要了。


ZDS3000系列以上的示波器可根据IEC61000-3-2测试0-40次电流谐波有限值,按对谐波电流的限制,设备可被分为ABCD四类,并支持谐波有效值导出报表,示波器谐波测试界面如下图3所示。


图3 电流谐波测试界面


次数:谐波次数是范围是0~40。


谐波值:用于显示某次电流谐波分量的有效值,使用统一的单位,单位由最大值动态决定。


谐波限值:谐波限值根据IEC 61000-3-2的 A、B、C、D 类标准动态计算得到的限值,选择的类别不一样将得到不一样的电流限值。


状态:该状态用于显示与标准比较后的结果。


输出端分析——输出纹波


输出纹波主要指输出的直流中的交流成分,在电路的频率和开关的频率都有可能产生纹波。在一些设备中对这些纹波非常敏感,所以必须对电源输出的纹波进行测量,一般纹波大小为mV,采用峰峰值表示。


示波器电源分析功能中有快捷测试输出纹波的选型,通过Analyze进入选择输出纹波,设置好配置即可快捷得出输出纹波参数,并支持导出报表。


图4 输出纹波测试界面


开关元件分析——开关损耗测试


开关电源的开关器件总是工作在打开或关闭状态,可以提供更高的效率。理想情况下,开关器件打开和关闭是没有损耗的但现实情况中,开关器件工作是存功率损耗的。主要包括开关损耗,传导损耗。如下图5所示。


图5 实际开关损耗


针对功率损耗主要计算主要包括三部分之和:

导通过程损耗+关闭过程损耗+导通损耗

Ploss = Pon + Poff + Pcond


关键词:示波器 电源信号 测试    浏览量:5729

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