电源测量与分析入门手册

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1、电源测量与分析入门手册电源测量与分析入门手册目录简介--------------------------------------------------------3无源器件测量：磁性元件--------------------------------12–17电感基础13电源设计中的问题以及测量要求----------------------3用示波器进行电感测量13磁性元件功率损耗基础13示波器与电源测量--------------------------------------3用示波器进行磁性元件功率损耗测量14磁特性基础15开关电源基础------------

2、--------------------------------4用示波器测量磁性元件特性17准备进行电源测量--------------------------------------4–8输入交流供电测量------------------------------------------17在一次采集中同时测量100伏和100毫伏电压5消除电压探头和电流探头之间的时间偏差6电源质量测量基础------------------------------------------18消除探头零偏和噪声7SMPS的电源质量测量18电源测量中记录长度的作用8识别真正的Ton与T

3、off转换8用示波器测量电源质量----------------------------------18–19使用正确的工具18有源器件测量：开关元件------------------------------------8–12用示波器进行电源质量测量19开关器件的功率损耗理论8截止损耗9结论----------------------------------------------------------19开通损耗10详细了解SMPS的功率损耗10安全工作区11动态导通电阻12di/dt12dv/dt122www.tektronix.com/power电源测量与分

4、析入门手册简介电源设计问题及其测量需求电源是将电能从一种形式转换成另一种形式的部件、子系理想情况下，每部电源都应该像为它设计的数学模型那样统或系统，通常是从交流(AC)市电电源转换成直流(DC)地工作。但在现实世界中，元器件是有缺陷的，负载会变电。从个人电脑到军事装备和工业机器，电子设备的正常化，供电电源可能失真，环境变化会改变性能。而且，不工作都离不开直流电源的性能和可靠性。断变化的性能和成本要求也使电源设计更加复杂。考虑这些问题：从传统的模拟型电源到高效的开关电源，电源的种类和大小千差万别。它们都要面对复杂、动态的工作环境。设备电源在额定功率之外能维持多少瓦的功率？

5、能持续多长负载和需求可能在瞬间发生很大变化。即使是“日用的”时间？开关电源，也要能够承受远远超过其平均工作电平的瞬间电源散发多少热量？过热时会怎样？它需要多少冷却峰值。设计电源或系统中要使用电源的工程师需要了解在气流？静态条件以及最差条件下电源的工作情况。负载电流大幅增加时会怎样？设备能保持额定输出电压过去，要描述电源的行为特征，就意味着要使用数字万用吗？电源如何应对输出端的完全短路？表测量静态电流和电压，并用计算器或PC进行艰苦的计电源的输入电压变化时会怎样？算。今天，大多数工程师转而将示波器作为他们的首选电人们要求设计师设计出的电源占用更少的空间，减少散热，源测量平

6、台。现代示波器可以配备集成的电源测量和分析降低制造成本，并满足日益苛刻的EMI/EMC标准。只有一软件，简化了设置，并使得动态测量更为容易。用户可以套严格的测量体系才能让工程师达到这些目标。定制关键参数、自动计算，并能在数秒钟内看到结果，而不只是原始数据。示波器和电源测量本入门手册将主要介绍如何使用示波器和专用软件进行开关电源设计测量。对那些习惯于用示波器进行高带宽测量的人来说，电源测量可能很简单，因为其频率相对较低。实际上，电源测量中也有很多高速电路设计师从来不必面对的挑战。整个开关设备的电压可能很高，而且是“浮动的”，也就是说，不接地。信号的脉冲宽度、周期、频率和占

7、空比都会变化。必须如实捕获并分析波形，发现波形的异常。www.tektronix.com/power3电源测量与分析入门手册图1.开关电源简化示意图。图2.MOSFET开关器件，显示了测量点。对示波器的要求是苛刻的。多种探头-同时需要单端探头、SMPS技术使用了金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)与绝差分探头以及电流探头。仪器必须有较大的存储器，以提缘栅双极晶体管(IGBT)等功率半导体开关器件。这些器件供长时间低频采集结果的记录空间。并且可能要求在一次开关时间短，能承受不稳定的电压尖峰。同样重要的是，采集中捕获幅度相差很大的不同信号。