用示波器進(jìn)行開(kāi)關(guān)電源測量和分析

　　1）、開(kāi)關(guān)電源是一種高頻開(kāi)關(guān)式的能量變換電子電路，常作為設備的電源供應器，常見(jiàn)變換分類(lèi)有：AC-DC、DC-DC、DC-AC 等。

　　2）、開(kāi)關(guān)電源原理框圖

圖1 開(kāi)關(guān)電源原理框圖

　?。?）市電進(jìn)入電源后，首先經(jīng)過(guò)是最前級的EMI 濾波電路部份，EMI 濾波的主要作用是濾除外界電網(wǎng)的高頻脈沖對電源的干擾，同時(shí)還有減少開(kāi)關(guān)電源本身對外界的電磁干擾。實(shí)際上它是利電感和電容的特性，使頻率為50Hz 左右的交流電可以順利通過(guò)濾波器，而高于50Hz 以上的高頻干擾雜波將被濾波器濾除。

　?。?） 經(jīng)過(guò)EMI 濾波，所得到較為平整的正弦波交流電被送入前級整流電路進(jìn)行整流，整流工作都由全橋式整流二極管來(lái)?yè)?。?jīng)過(guò)全橋式整流二級管整流后，電壓全部變成正相電壓。不過(guò)此時(shí)得到的電壓仍然存在較大的起伏，這就必須使用高壓濾波電容進(jìn)行初步穩壓，將波形修正為起伏較小的波形。

　?。?）把直流電轉化為高頻率的脈動(dòng)直流電，這一步由控制電路來(lái)完成。輸出部分通過(guò)一定的電路反饋給控制電路，控制電路用來(lái)調整高頻開(kāi)關(guān)元件的開(kāi)關(guān)時(shí)間比例，以達到穩定輸出電壓的目的?？刂齐娐纺壳耙鸭苫?，制成了各種開(kāi)關(guān)電源用集成電路。

　?。?）把得到的脈動(dòng)直流電，送到高頻開(kāi)關(guān)變壓器進(jìn)行降壓。再由二極管和濾波電容組成的低壓濾波電路進(jìn)行整流和濾波就得到了設備上使用的純靜的低壓直流電。

　　3）、開(kāi)關(guān)電源特點(diǎn)：

　?。?）開(kāi)關(guān)電源是一種非線(xiàn)性電源，體積和重量輕。

　?。?）功率晶體管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，晶體管上的功耗小，轉化效率高。

　　2 開(kāi)關(guān)電源測量考慮

　　目前的電源設計人員在開(kāi)發(fā)高效率、低成本電源的過(guò)程中正面臨著(zhù)越來(lái)越多的限制。過(guò)去，設計人員的主要目標是經(jīng)濟高效的解決方案。而現在，不斷上漲的能源成本使電源效率倍受關(guān)注。另外，例如設計緊湊性、向數字控制技術(shù)的過(guò)渡、更嚴格的電壓容限和電力質(zhì)量管理規定以及 EMI規定等方面的限制都迫切要求進(jìn)行快速、可靠的電源測試。日益增加的設計限制使目前的電源設計人員必須花費更多的時(shí)間進(jìn)行功率設備的測量和分析。

　　盡管在最近幾年中，許多示波器的分析能力都有所提高，但是，仍然經(jīng)?？吹皆O計人員手動(dòng)執行測量和表征的情況。這些測量通常都需要大量的時(shí)間來(lái)進(jìn)行捕獲、分析和報告。

　　現在，您在表征功率設備時(shí)可以不再用耗費時(shí)間的手動(dòng)測量了。用于安捷倫示波器的 U1881A 和 U1882A 功率測量應用軟件提供全套功率測量，可以直接在 Infiniium 8000 和9000系列示波器上運行，或在獨立 PC 上運行并與 InfiniiVision5000,6000 和 7000 系列示波器一起使用。安捷倫功率測量應用軟件除了偏移校正和生成報告以外還提供了 7 種模塊，以幫助您表征設備（功率設備分析、輸入線(xiàn)路分析、輸出分析、打開(kāi)/關(guān)閉分析、瞬時(shí)分析、調制分析）。每個(gè)模塊都包括相關(guān)的測量和設置選擇，可以輕松進(jìn)行重復測試。

表1 開(kāi)關(guān)電源測試參數

　　3 自動(dòng)偏移校正和 U1880A 偏移校正夾具

　　功率測量是用電壓和電流探頭測得的電壓和電流波形逐點(diǎn)相乘的結果。為了執行精確的功率測量和計算，必須使用稱(chēng)為"偏移校正"的程序來(lái)均衡電壓和電流探頭之間的時(shí)間延遲。這個(gè)步驟非常重要，因為電壓和電流跡線(xiàn)定時(shí)一旦差之毫厘，瞬時(shí)功率讀數就可能謬之千里。為了校正這對探頭，需要使用 U1880A 偏移校正夾具，利用相同的脈沖信號驅動(dòng)電壓和電流探頭。您只需單擊菜單，夾具就會(huì )自動(dòng)執行偏移校正并將偏移校正值保存在功率測量軟件中，當您下一次啟動(dòng)功率測量應用軟件時(shí)，便可以使用所保存的偏移校正值或再次執行偏移校正。