示波器在电源分析中的应用

本文是博宇讯铭以鼎阳科技SDS2000XHD系列示波器讲解示波器在电源分析中的应用。

示波器大部分支持电源分析功能（选件）。电源分析可以帮助用户快速轻松地分析开关电源的效率和可靠性等。支持的测量和分析内容包括电源质量、电流谐波、浪涌电流、开关损耗、转换速率、调制分析、开启/关闭、瞬变响应、电源抑制比、功率效率及输出纹波噪声等。使用电源分析功能还需要准备差分电压探头（如DPB5150A）、电流探头（如CP6030A）、台式夹具。

电源质量

分析电源质量可以测试交流输入线的质量。电源质量分析的具体测量参数包括测量电源输入端的有功功率、视在功率、无功功率、功率因数、功率相位角、电压有效值、电流有效值、电压波峰因数和电流波峰因数等电量参数。

功率--测量电源输入端的功率参数，如：有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、功率相位角。

 

电压波峰--测量电源输入端的电压参数，如：电压峰值、电压有效值、电压波峰因数。

电流波峰--测量电源输入端的电流参数，如：电流峰值、电流有效值、电流波峰因数。

电流谐波

电流谐波测试对输入电流进行谐波分析（对信号作FFT，并从FFT结果中获得各次谐波分量）。

设置标准类型

IEC61000-3-2A--适用于平衡三相设备、家用电器（除D类设备外）、工具（除便携式工具外）、白炽灯调光器及音频设备。

IEC61000-3-2B--适用于便携式工具。

IEC61000-3-2C--适用于照明设备。

IEC61000-3-2D--适用于额定功率小于或等于600W的设备，类型如下：个人计算机、个人计算机显示器和电视接收机。

浪涌电流

接通电气设备电源时，在接通的瞬间可能会流过远远大于稳定电流的大电流，该电流即成为浪涌电流（突入电流）。

开关损耗

开关损耗分析可计算在开关设备中的开关周期内耗散的功率。

转换速率

转换速率可测量开关期间电压或电流的变化速率。给输入施加上升沿和下降沿比较陡峭的矩形波脉冲时，表示输出电压在单位时间内可发生什么程度的变化。

调制分析

调制分析测量到开关设备（MOSFET）的控制脉冲信号，并观察控制脉冲信号响应不同事件的脉冲宽度、占空比、周期、频率等的趋势。

输出纹波

电源纹波是评价直流电源的重要参数，表示输出直流电压的波动量。纹波分析能够测量电源输出端纹波的当前值、平均值、最小值、最大值、标准差和计数值。

开启/关闭

开启分析可确定开启的电源达到其稳定状态输出90%所耗用的时间。关闭分析可确定关闭的电源降至其最大输出电压10%所耗用的时间。

瞬变响应

瞬变响应分析可确定电源的输出电压对输出负载变化的响应速度。该时间从输出电压首次退出稳定带开始，到最后一次进入稳定带为止。

电源抑制比

电源抑制比(PSRR)测试用于确定稳压器抑制不同频率范围波纹噪声的情况。示波器控制函数信号发生器输出扫频信号，该信号用于将波纹引入传送到稳压器的DC电压。将测量输入对输出的ACRMS比例，并绘出该比例与频率范围的关系图。示波器的本底噪声比网络分析仪高，灵敏度比网络分析仪低，所以测量的PSRR很难超过-60dB。使用示波器进行的PSRR测试对于被测电源的整体PSRR行为的抽检而言通常是可接受的。

功率效率

功率效率分析通过测量输出功率和输入功率，可测试电源的整体效率。此项分析需要4通道机型支持，因为要测量输入电压、输入电流、输出电压和输出电流。