基于现代示波器全面测量分析开关电源

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1、基于现代示波器全面测量分析开关电源罗德与施瓦茨(中国)科技有限公司ScopeArt先生Tel:400-065-0339Email:oscilloscope.china@rohde-schwarz.comWeChat:scope-of-the-artBlog:http://bbs.21ic.com/scope-of-the-art电源系统:从大到小，无处不在µWMW2.56mm2500mWLED驱动电路小型离线电源3MW风电逆变器基于现代示波器全面测量分析开关电源哪里会用到电源测试?ı电源测试在各种电子电器设计中广泛应用:AC/DC开关电源，(如电脑,电视等各种电子设备中

2、的供电电源)DC/DC电源如电池供电产品中将12V转换为3.3V(如摄像机,手机…)LED背光系统，如果显示器，平板显示，家用和城市照明等工业驱动，伺服电机驱动DC/AC逆变器，如光伏并网设备基于现代示波器全面测量分析开关电源电源测试的主要项目看波形测电压测电流测损耗•电源质量•纹波•冲击电流•瞬态响应输入输出•电流谐波•频谱分析•调制分析•安全工作区S.O.A.开关元件•动态导通电阻.电源路径•开启/关断特性•转换速率控制回路•开关损耗•电源效率基于现代示波器全面测量分析开关电源开关电源测试点、测试项目剖析关断特性纹波电压浪涌电流线电压线电流线电流谐波纹波电流有

3、功功率视在功率VDSXIDS=Power功率因素测量参考地步进响应电源测量中的10大常见问题ı如何选择示波器的四大指标?ı如何查找电源测量中的偶发性异常？ı如何正确地测量电源软启动过程?ı如何正确地测量电源纹波和电源噪声?ı如何正确对待电源测量中的接地问题?ı如何用示波器准确测量开关管损耗?ı如何用示波器进行AC电源输入端的功率分析?示波器是否可以代替功率分析仪?ı如何测量开关器件的安全工作区？ı如何用示波器进行控制环路分析?示波器是否可以代替环路分析仪?ı如何用示波器进行EMI调试?示波器是否可以代替EMI接收机?基于现代示波器全面测量分析开关电源如何选择示波器的

4、四大指标?ı带宽测量开关管（主流是MOSFET）的系统带宽建议是100MHz测量电源系统的监控部分电路的带宽建议是500MHz测量电源纹波的带宽建议是20MHz,电源噪声的带宽建议是500MHz测量电源的快速瞬变脉冲放电的带宽建议是1GHzı采样率测量开关管（主流是MOSFET）的采样率建议是250MS/s测量电源系统的监控部分电路的采样率建议是5GS/s测量电源纹波的采样率建议是250MS/s,电源噪声的带宽建议是5GS/s测量电源的快速瞬变脉冲放电的采样率建议是10GS/sı存储深度越高越好ı波形捕获率越高越好基于现代示波器全面测量分析开关电源示波

5、器带宽基本概念ı示波器带宽通常是指模拟带宽。是指示波器前端放大器的幅频特性曲线的截止频率点。也就是正弦波输入信号被衰减到信号真实幅度70.7%时的频率，也称为-3dB截止频率点ı垂直系统的放大器和低通滤波器(orAnti-LiaisingLPF)决定了示波器带宽ı示波器的带宽与测量精度息息相关！基于现代示波器全面测量分析开关电源示波器带宽对测量误差的影响l方波由多个谐波分量组成l谐波分量越多，上升沿越陡峭（上升时间越短，信号的带宽越宽）示波器带宽Measuredrisetime(tr)2=(trsignal)2+(trscope)2+(trprobe)2注：待测信号的类型

6、、上升时间也决定了示波器带宽的选择！基于现代示波器全面测量分析开关电源带宽并不是越高越好ı根据上升时间和带宽的关系，似乎可以得出结论，带宽越高,测量的误差越小，因为带宽越高，对应的示波器本身的上升时间越小，测量出的上升时间就非常接近于真实的上升时间。ı实际上带宽并不是越大越好，因为示波器毕竟不是一个理想的仪器，它本身也有噪声。ı从频域来理解会更容易些。只有当被测信号的能量远大于示波器测量系统本身带来的噪声能量的时候即信噪比足够大的时候，选择的带宽才是合适的。ı当被测信号99%的能量都在20MHz范围以内，使用20MHz的带宽限制就合适了，但如果用500MHz的示波器，因为

7、20MHz到500MHz带宽范围内的示波器及探头的底噪及探头感应的噪声能量会远大于被测信号剩下的1%的能量，测量出来的结果反而没有用20MHz带宽的更接近真实情况。ı在测量电源纹波时需要将示波器带宽限制为20MHz就是这个道理。基于现代示波器全面测量分析开关电源10如何判断采样率是否足够？SampleRate/Bandwidthvs.RisetimeError10SampleRateTime/PointSampleRate/AverageStandardBandwidthRisetimeDeviation200MS/s5ns0