[導(dǎo)讀]
過去大家習(xí)慣用萬用表進(jìn)行電源測試，如果測試參數(shù)很多的時(shí)候非常麻煩。而現(xiàn)在使用示波器提供了許多自動(dòng)測量功能，可以使用這些功能簡單實(shí)現(xiàn)幅度測量(幅度、高、低、最大值、最小值、RMS、峰到峰值、正/
過去大家習(xí)慣用萬用表進(jìn)行電源測試，如果測試參數(shù)很多的時(shí)候非常麻煩。而現(xiàn)在使用示波器提供了許多自動(dòng)測量功能，可以使用這些功能簡單實(shí)現(xiàn)幅度測量(幅度、高、低、最大值、最小值、RMS、峰到峰值、正/ 負(fù)過沖、平均值、周期平均值、周期RMS)、定時(shí)測量(周期、頻率、上升/ 下降時(shí)間、正/ 負(fù)占空比、正/ 負(fù)脈寬、突發(fā)寬度、延遲、相位)、綜合測量。在實(shí)踐中，很多工程師對于利用示波器進(jìn)行電源測試的要點(diǎn)并不是很清楚，這里零星總結(jié)一些步驟和要點(diǎn)供大家參考。(這里的陳述是根據(jù)本人所使用的泰克混合信號(hào)示波器MSO4000系列(MSO4034)以及泰克的探頭配置，不同示波器和探頭會(huì)有些差異)
選擇示波器的幾個(gè)要點(diǎn)
1. 記錄長度及分析工具
對許多電源測量，必需捕獲1/4 周期或1/2 周期(90度或180度)的工頻信號(hào)，有些測量甚至要求捕獲整個(gè)周期，這需要示波器具有足夠的記錄長度以滿足要求(MSO4034記錄深度為10M，一般的電源測試足夠了)。
比長記錄長度更重要的是提供能夠利用所有這些數(shù)據(jù)的工具(如泰克的Wave Inspector)。否則處理幾百萬點(diǎn)的記錄長度，也就是幾千屏的信號(hào)活動(dòng)無疑是大海撈針。
2.電壓探頭和電流探頭之間的時(shí)滯
每只電壓探頭和電流探頭都有自己的特性傳播延遲。電流探頭和電壓探頭之間的延遲差稱為時(shí)滯，會(huì)導(dǎo)致幅度和定時(shí)測量不準(zhǔn)確。在探頭沒有正確“校正時(shí)滯”時(shí)，測量精度會(huì)下降，如開關(guān)損耗。我所用的泰克TekVPI探頭連接到泰克4000系列示波器時(shí)，它們會(huì)自動(dòng)設(shè)置相應(yīng)的時(shí)滯校正值，在電源測量中實(shí)現(xiàn)最大精度。
3. 探頭偏置
差分探頭一般會(huì)有較小的電壓偏置。這會(huì)影響精度，在繼續(xù)測量前必須消除這個(gè)電壓偏置。大多數(shù)差分電壓探頭擁有內(nèi)置的DC偏置調(diào)節(jié)控制功能，可以相對簡單地消除偏置。
某些探頭內(nèi)置了自動(dòng)消磁/自動(dòng)清零程序，如在使用TekVPI探頭時(shí)，只需在探頭“comp”框上按一個(gè)按鈕就可以了。
安全準(zhǔn)確地測試電壓波形和電流波形
在使用數(shù)字示波器進(jìn)行電源測量時(shí)，必需測量設(shè)備中的電壓及電流。要求使用兩只不同的探頭：一只電壓探頭 (通常是高壓差分探頭)，一只電流探頭。
測量經(jīng)過MOSFET的電流相對簡單，可以使用許多不同的霍爾效應(yīng)電流探頭完成，如TCP0030。而測量電壓則會(huì)面臨更多的問題。MOSFET沒有連接到交流電源接地或電路輸出接地上。因此，不可能使用示波器進(jìn)行接地參考電壓測量，因?yàn)榘烟筋^的地線連接到任何MOSFET端子上都會(huì)使通過示波器接地的電路短路。
進(jìn)行差分測量是測量MOSFET 電壓的最佳方式。在差分測量中，可以測量漏極到源極電壓，即MOSFET漏極和源極端子中的電壓。漏極到源極電壓可以位于幾十伏到幾百伏電壓的頂部，具體視電源的范圍而定。
測量瞬時(shí)功率
檢定開關(guān)晶體管中的瞬時(shí)功耗是幾乎每個(gè)電源設(shè)計(jì)項(xiàng)目的一部分。選擇能夠在最壞情況操作極限下經(jīng)濟(jì)可靠地運(yùn)行的元件至關(guān)重要。某些廠家的電流和電壓探測解決方案為這些測量提供了理想選擇。除提供安全測量解決方案外，它們還提供了非常簡便的時(shí)滯校正功能。自動(dòng)設(shè)置相應(yīng)的時(shí)滯校正值，在電源測量中實(shí)現(xiàn)最大精度。為電壓波形和電流波形及以瓦特為單位的演算波形提供正確的標(biāo)度和單位。下面用泰克4000系列示波器介紹測量的簡單步驟：連接探頭;按Autoset，示波器自動(dòng)調(diào)節(jié)垂直設(shè)置、水平設(shè)置;觸發(fā)設(shè)置，以查看波形;把演算波形定義為Ch1 * Ch2;打開Area測量，測量曲線下的面積(能量);光標(biāo)讀數(shù)表明瞬時(shí)功率。通過使用測量選通，我們可以把Area測量限制在特定區(qū)域，查看與MOSFET 的啟動(dòng)時(shí)間(Ton)和關(guān)閉(Toff)時(shí)間有關(guān)的功率損耗。
選擇示波器的幾個(gè)要點(diǎn)
1. 記錄長度及分析工具
對許多電源測量，必需捕獲1/4 周期或1/2 周期(90度或180度)的工頻信號(hào)，有些測量甚至要求捕獲整個(gè)周期，這需要示波器具有足夠的記錄長度以滿足要求(MSO4034記錄深度為10M，一般的電源測試足夠了)。
比長記錄長度更重要的是提供能夠利用所有這些數(shù)據(jù)的工具(如泰克的Wave Inspector)。否則處理幾百萬點(diǎn)的記錄長度，也就是幾千屏的信號(hào)活動(dòng)無疑是大海撈針。
2.電壓探頭和電流探頭之間的時(shí)滯
每只電壓探頭和電流探頭都有自己的特性傳播延遲。電流探頭和電壓探頭之間的延遲差稱為時(shí)滯，會(huì)導(dǎo)致幅度和定時(shí)測量不準(zhǔn)確。在探頭沒有正確“校正時(shí)滯”時(shí)，測量精度會(huì)下降，如開關(guān)損耗。我所用的泰克TekVPI探頭連接到泰克4000系列示波器時(shí)，它們會(huì)自動(dòng)設(shè)置相應(yīng)的時(shí)滯校正值，在電源測量中實(shí)現(xiàn)最大精度。
3. 探頭偏置
差分探頭一般會(huì)有較小的電壓偏置。這會(huì)影響精度，在繼續(xù)測量前必須消除這個(gè)電壓偏置。大多數(shù)差分電壓探頭擁有內(nèi)置的DC偏置調(diào)節(jié)控制功能，可以相對簡單地消除偏置。
某些探頭內(nèi)置了自動(dòng)消磁/自動(dòng)清零程序，如在使用TekVPI探頭時(shí)，只需在探頭“comp”框上按一個(gè)按鈕就可以了。
安全準(zhǔn)確地測試電壓波形和電流波形
在使用數(shù)字示波器進(jìn)行電源測量時(shí)，必需測量設(shè)備中的電壓及電流。要求使用兩只不同的探頭：一只電壓探頭 (通常是高壓差分探頭)，一只電流探頭。
測量經(jīng)過MOSFET的電流相對簡單，可以使用許多不同的霍爾效應(yīng)電流探頭完成，如TCP0030。而測量電壓則會(huì)面臨更多的問題。MOSFET沒有連接到交流電源接地或電路輸出接地上。因此，不可能使用示波器進(jìn)行接地參考電壓測量，因?yàn)榘烟筋^的地線連接到任何MOSFET端子上都會(huì)使通過示波器接地的電路短路。
進(jìn)行差分測量是測量MOSFET 電壓的最佳方式。在差分測量中，可以測量漏極到源極電壓，即MOSFET漏極和源極端子中的電壓。漏極到源極電壓可以位于幾十伏到幾百伏電壓的頂部，具體視電源的范圍而定。
測量瞬時(shí)功率
檢定開關(guān)晶體管中的瞬時(shí)功耗是幾乎每個(gè)電源設(shè)計(jì)項(xiàng)目的一部分。選擇能夠在最壞情況操作極限下經(jīng)濟(jì)可靠地運(yùn)行的元件至關(guān)重要。某些廠家的電流和電壓探測解決方案為這些測量提供了理想選擇。除提供安全測量解決方案外，它們還提供了非常簡便的時(shí)滯校正功能。自動(dòng)設(shè)置相應(yīng)的時(shí)滯校正值，在電源測量中實(shí)現(xiàn)最大精度。為電壓波形和電流波形及以瓦特為單位的演算波形提供正確的標(biāo)度和單位。下面用泰克4000系列示波器介紹測量的簡單步驟：連接探頭;按Autoset，示波器自動(dòng)調(diào)節(jié)垂直設(shè)置、水平設(shè)置;觸發(fā)設(shè)置，以查看波形;把演算波形定義為Ch1 * Ch2;打開Area測量，測量曲線下的面積(能量);光標(biāo)讀數(shù)表明瞬時(shí)功率。通過使用測量選通，我們可以把Area測量限制在特定區(qū)域，查看與MOSFET 的啟動(dòng)時(shí)間(Ton)和關(guān)閉(Toff)時(shí)間有關(guān)的功率損耗。
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