利用数字示波器测试开关电源的方法
最新开关电源测试标准
开关电源测试开关电源测试开关电源测试厂家厂家型号型号规格规格测试项目项目 测试方法测试方法测试要求测试要求测试数据测试数据判定1功率因数及效率，包含输入电流测试 将被测电源接到功率表插座上，被测电源接电压表，电流表以及电子负载（测试时，负载调为最大）（测试时，负载调为最大）依客户要求设计依客户要求设计输入电压Ui （V ）输入电流Ii （A ） 显示功率P （W ） 输出电压Uo （V ） 输出电流Io （A ） 功率因数P/(Ui*Ii ) 效率Po/Pi 90 180 230 260 2浪涌电流电流将示波器的CH1用于显示输入电压，CH2用于显示输入电流（负载设在最大）输入电流（负载设在最大） 浪涌电流在安全范围内浪涌电流在安全范围内 用示波器将图形保存用示波器将图形保存3电压调整率功率表，被测电压，负载依次接入电路。
载依次接入电路。
负载电流负载电流保持为额定范围内的任何值，记录输入电压及输出电压 其输出电压跟随变动之稳定性(常规定义≤1%). （注意查看在将近过来保护时，输入电压是否有中间电压不工作情况）电压不工作情况） 输入电压Ui （V ）输出电压Uo （V ）电压稳定度△Uo/Uo 最低电压最低电压 180 230 260 4负载调整调整功率表，被测电压，负载依次接入电路。
载依次接入电路。
输入电压输入电压为额定范围内的任何值，为额定范围内的任何值，记记录输入电压及输出电压录输入电压及输出电压 其输出电压跟随变动之稳定性(常规定义≤±5%).输入电流Ii （A ） 输出电压Uo （V ） 电压稳定度△Uo/Uo Imax （过流保护处）小于Imax 小于上值小于上值 Imin 启动电压时启动电压时5启动时间与关机维持 正常连接线路，用示波器CH1检测被测电源输入端电压，CH2检测输出端电流a 、 启动时间≤1Sb ． 维持时间≥10mS6噪声及纹波参照《开关电源测试标准》参照《开关电源测试标准》记录波形图记录波形图规格定义常规为≤输出电压的1% ， 输入电压输入电压 输出电压输出电压 纹波（峰一峰值）纹波（峰一峰值）264V ／50Hz 220V ／50Hz 176V ／50Hz 7输入缓慢变动变动设定输入电压90V 和180V ，负载最大，设定好输入电压为入电压为 0V ac,逐步调升输入电压, 直到待测品输出电压达到正常规格为止,记录电压启动时输出电压和输入电压值. 输入电压偏低情形发生时, 待测品需能自我保护, 且不能有损坏现象且不能有损坏现象8电源开关循环测试测试(1). 输入电压: : 230V 230V ac 输出负载: 额定负载额定负载 (2). (2). ON/OFF ON/OFF 时间: : ON 5ON 5秒 / OFF 5秒 ON/OFF CYCLE ：A T LEAST LEAST 5000 5000 CYCLE. 在测试过程中，输出电压的变化量不得超过额定输出电压的5％（或由产品标准规定）规定）测试阶段测试阶段输出电流Io （V ） 输出电压Uo （V ）测试前测试前1000 CYCLE 时（测试需2h46m ）2000 CYCLE 时（测试需2h46m ）3000 CYCLE 时（测试需2h46m ）4000 CYCLE 时（测试需2h46m ）5000 CYCLE 时（测试需2h46m ）9过流过流 保护保护 连接好线路，调节负载缓慢增大，当显示输出为0时，即出现过流即出现过流 输出电流过高时是否保护, 保护点是否在规格要求內，且能恢复正常，內，且能恢复正常，过流保护点电流I= 10短路保护 直接将输出端短路，直接将输出端短路，观察输观察输入功率和输出电流入功率和输出电流 输出短路应无能量危险，输出短路应无能量危险，撤撤消短路后，在满载状态下能自动恢复自动恢复11过压保护 方法一：看线路是否有此功能方法二：增大输出电压值至保护保护输出过压保护后，撤销后，在满状态下能恢复正常在满状态下能恢复正常过压保护值U= 12开关管漏极峰值电压电压 用示波器正极接被测开关管漏极，负极接地管漏极，负极接地 记录波形图记录波形图13连续工作可靠性实验实验 施加额定输入电压与额定输出负载，在工作温度上限条件下连续测试500h ，在室温条件下连续测试1000h 。
一文搞定开关电源纹波的产生、测量及抑制
一文搞定开关电源纹波的产生、测量及抑制（开关电源）纹波不可避免，我们最终的目的是要把输出纹波降低到可以忍受的程度，达到这个目的最根本的解决方法就是要尽量避免纹波的产生，首先要清楚开关电源纹波的种类和产生原因。
上图是开关（电源）中最简单的拓扑结构-buck降压型电源随着SWITCH的开关，电感L中的（电流）也是在输出电流的有效值上下波动的。
所以在输出端也会出现一个与SWITCH同频率的纹波，一般所说的纹波就是指这个，它与输出（电容）的容量和ESR有关系。
这个纹波的频率与开关电源相同，范围为几十到几百KHz。
另外，SWITCH一般选用双极性（晶体管）或者（MOSFET），不管是哪种，在其导通和截止的时候，都会有一个上升时间和下降时间。
这时候在电路中就会出现一个与SWITCH上升下降时间的频率相同或者奇数倍频的噪声，一般为几十MHz。
同样（二极管）D在反向恢复瞬间，其等效电路为电阻电容和电感的串联，会引起谐振，产生的噪声频率也为几十MHz。
这两种噪声一般叫做高频噪声，幅值通常要比纹波大得多。
如果是AC／（DC）变换器，除了上述两种纹波（噪声）以外，还有AC噪声，频率是输入AC电源的频率，为50～60Hz左右。
还有一种共模噪声，是由于很多开关电源的功率器件使用外壳作为散热器，产生的等效电容导致的。
开关电源纹波的测量基本要求：使用（示波器）AC（耦合）20MHz带宽限制拔掉探头的地线1.AC耦合是去掉叠加的直流电压，得到准确的波形。
2.打开20MHz带宽限制是防止高频噪声的干扰，防止测出错误的结果。
因为高频成分幅值较大，测量的时候应除去。
3.拔掉示波器探头的接地夹，使用接地环测量，是为了减少干扰。
很多部门没有接地环，如果误差允许也直接用探头的接地夹测量。
但在判断是否合格时要考虑这个因素。
还有一点是要使用50Ω终端。
示波器的（资料）上介绍说，50Ω模块是除去DC成分，精确测量AC成分。
但是很少有示波器配这种专门的探头，大多数情况是使用标配100KΩ到10MΩ的探头测量，影响暂时不清楚。
用示波器进行电源特性测试
监 视 的 区域 。
波形 中违 反设 定扫描 裕量范 围的每个周 从输 入波形 本身 无法获得 的重 要信息 。
在扫描过 程中 ，波形扫描配 置成 用
期，显示 范围内共有 ６ 周期发生 了故 所有这些波形信息 可用来在 电源负载变 于捕捉检测 到的每 个非单调 图像 。在这 个 障，它们都满足预设 的条件 。 化、 线性度变化 、 软启动 、电压跌落 、 热 个例子 中，搜索规 则包含 了另外 一个分 切换 ，以 及短 路 时来 反 映 电源 的稳 定 离 电平 ，因为数学 函数的测量值被用 作 跟踪波形 性 。此外 ，控 制回路的行为也 可以逐个 波形扫描 的扫描规 则。此处关于波形 扫 描 的例 子讨 论 了开 关 周期 的 频率 稳定
维普资讯
用示波器进行电源特性测试
Ｌ Ｃｏ 公 司 Ｍｉ ｅｔ ｅ ｒｙ ｋ Ｈ ｒ ｅ ｚ
对于开关 电源设计 工程 师 ，定位开 入波形中每个周期的系列瞬时频率都被 电平 下 的 频率 测 量参 数 仅包 括开 关频
关电源电路中的异常行为常常是一种挑 作为一个频率序列 来计 算。在瞬时频率 率 ，并排除所有高频振 荡频率 ，频率测
功率 ＭＯＳ Ｅ Ｆ Ｔ的 另一 个重要开 关 种 。在供 电电路中 ，这种 方法也可以实
时 ，扫描整个波形 序列可以揭示 占空 比 参 数是 当其 电压 瞬 间关闭时 的线性 度 。 现解 决许 多非预期行为 的问题。 测量 中的宏观影 响。
采用数学跟踪 函数 的方法可 以通过 测量的参数值来重新构造一个位置 函数 的新 波形 。这 种新的 “ 跟踪 波形与通 过直 接采样得到的波形 不同 ，它有一个
图
Ｖ Ｉ Ｘ 总线标准
Ｖ ｉ Ｍ ｂｓｅ ｔ ｓ ｎ ｆｒＩ ｔ ｍｎａｉ ） Ｘ Ｖ Ｅｕ Ｘｅ ｉ ｓ ｏ ｎ ｒ ｅｔｔ ｎ是最早 引入模块 化仪器概念 的总线， （ ｎｏ ｓｕ ｏ 它成 功地减 小 了传统仪器 系统 的尺寸并提 高了系统集成化 的水 平 ，主要用于满
开关电源纹波测试方法
开关电源纹波测试方法
开关电源的纹波测试方法如下：
1. 准备测试设备：需要一台示波器和一个负载电阻。
2. 连接测试设备：将示波器的探头连接到开关电源的输出端，将负载电阻连接到开关电源的输出端和地线之间。
3. 调整示波器：选择合适的示波器探头放大倍数和时间基准，确保能够观察到电源输出的纹波。
4. 设置电源负载：根据开关电源的额定输出电流和电压，选择一个适当的负载电阻值。
确保负载电阻不会超过开关电源的额定功率。
5. 测量纹波：打开开关电源，观察示波器上的波形。
通常，纹波的峰-峰值（Peak-to-Peak）或峰值（Peak）被用来描述纹波的大小。
6. 记录结果：将纹波的数值记录下来，并与开关电源的规格进行比较，以确定其纹波是否在规定范围内。
7. 分析结果：如果纹波超过规定范围，可能需要考虑采取一些措施来降低纹波，例如添加滤波电路或改变开关频率等。
需要注意的是，开关电源的纹波测试方法可能会因具体的产品和测试要求而有所不同，因此在进行测试时应根据具体情况进行调整。
示波器测220v电网电压
使用示波器对高于安全电压的电路电网进行测量时，要保证探头的测量笔尖和测量参考地电位夹子任何一个接触的部分，都不能对示波器的接地有电位差，探头上的地是参考电位，大地是绝对地电位，但示波器的两个电位是接通的，所以测量时选择的参考地电位不能对大地有电位差，或者说必须是两个不共地电位的。
这样才不会产生电势差，影响测量精度和设备人身的安全。
你只有示波器的电源线不用三线的，就是中间没有地线的那种，或者插头里地线不接，这时示波器就可以直接测开关电源了，不过这种方式应当说是严禁使用的，因为这时，你整个示波器的外壳都会带电了，极其危险，而你现在对此都不懂得里面的关节，发生危险是很有可能的，警告你不能这样做，我只是说出一种可能性，如果你这样操作而发生了危险，后果自负！示波器在测量时，一般都是把地线夹夹在被测电路的地上，这时就让被测电路的地和示波器的地同电位了，示波器的探头再接触被测的点，就可以观测该点的信号波形了，一般我们使用示波器测量时，大多数都是冷地的设备，也就是说，这些设备的地是真正的地电位，或者是浮地，就是说设备的地只是一个参考地，并没有固定的电位，可高可低，而示波器通常是用的市电，为了安全，外壳都是接真正的地的，也就是说外壳是地电位，这样，示波器不采取特殊措施的话，就只能观测真地电位及浮地的信号波形，不是地电位的我们一般就称为热地，这种地和真正的地接在一起，因为电位不一样，你懂的，会产生电流，而市电的内阻通常都是很小的，你想电流会有多大呢？实际上就是短路了，你再想短路了会发生什么情况呢？下面想不想就是你的事了示波器电源插头PE片是接的示波器外壳，示波器探头夹子也是和示波器外壳通的，如果测量220v市电将探头夹子夹住了火线是啥后果！大概明白了，测市电夹子夹住零线探针碰触火线才行。
这么说示波器使用隔离的电源供电也不一定安全，也要考虑其测量的线路板是否有对地电压，为了安全维修电源是否也有必要使用1:1的隔离变压器，将维修的电路板也对地隔离起来通常，隔离说的是操作者人体与电网的隔离。
用示波器进行开关电源测量和分析
用示波器进行开关电源测量和分析
1 开关电源原理简介 1）、开关电源是一种高频开关式的能量变换电子电路，常作为设备的电源供应器，常见变换分类有：AC-DC、DC-
DC、DC-AC 等。
2）、开关电源原理框（1）市电进入电源后，首先经过是最前级的EMI
滤波电路部份，EMI 滤波的主要作用是滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰，同时还有减少开关电源本身对外界的电磁干扰。
实际上它是利电感和电容的特性，使频率为50Hz 左右的交流电可以顺利通过滤波器，而高于50Hz 以上的高频干扰杂波将被滤波器滤除。
（2）经过EMI 滤波，所得到较为平整的正弦波交流电被送入前级整流电路进行整流，整流工作都由全桥式整流二极管来担任。
经过全桥式整流二
级管整流后，电压全部变成正相电压。
不过此时得到的电压仍然存在较大的起伏，这就必须使用高压滤波电容进行初步稳压，将波形修正为起伏较小的波形。
（3）把直流电转化为高频率的脉动直流电，这一步由控制电路来完成。
输出部分通过一定的电路反馈给控制电路，控制电路用来调整高频开关元件的
开关时间比例，以达到稳定输出电压的目的。
控制电路目前已集成化，制成了
各种开关电源用集成电路。
（4）把得到的脉动直流电，送到高频开关变压器进行降压。
再由二极
管和滤波电容组成的低压滤波电路进行整流和滤波就得到了设备上使用的纯静
的低压直流电。
3）、开关电源特点：
（1）开关电源是一种非线性电源，体积和重量轻。
开关电源测试总规范
➢ 输入启动冲击电流：也叫浪涌电流，当输入电压按规定时间间隔接通
或断开时，输入电流达到稳定状态前所通过的最大瞬时电流
➢ 功率因数：交流输入有功功率与交流输入实在功率之比为功率因数 ➢ 稳压精度：也叫输出电压精度或电压可变率，是在出现改变输出电压
的因素时，输出电压的变动量与额定输出电压的百分比 ➢ 纹波：是出现在输出端子间的一种与输入频率和开关转换频率同步的
➢ 判断标准：标准要求电源产品的电压调整率应不超过输出电压整定值 的±0.1%，具体要求的值可参考产品规格书。
负载调整率
➢ 测试说明：负载调整率为输入电压为额定值时，输出负载在全范围变 化引起输出电压波动不应超过一定的范围。
➢ 测试方法：输入电压取额定值输入时，输出负载分别带最小载、半载 和满载时，记录三组输出电压值（U1、U0、U2），然后根据计算公 式：负载调整率={(U- U0)/U0}×100％ 得出被测电源的负载调整率， 公式中‘U’为U1和U2相对于U0变化最大的值。
纹波与噪声
➢ 测试说明：纹波是指电源输出端上叠加的一种与输入频率和开关转换 频率同步的成分；噪声是指出现在输出端子间纹波以外的一种高频杂 音。下图为开关电源的纹波噪声示意图：
纹波噪声
噪声
纹波
输入工频周期
图3.开关电源的纹波噪声示意图
➢ 测试方法：被测电源在额定输入电压和额定输出负载时，用示波器检测叠加 在直流输出端的纹波噪声。
➢ 判断标准：标准要求电源在0~20MHZ频带内，其纹波噪声应小于或等于 200mv。具体要求的数值可参考产品规格书。
输出电压调节范围和输出过欠压保护 ➢ 测试说明：此项测试内容为根据客户要求和需要而增加的一项测试项目，具
体的设定值也是根据客户要求来设定的。 ➢ 测试方法：被测电源在额定输入电压和50%额定输出负载的条件下，调节输
基于现代示波器全面测量分析开关电源
调制分析 动态导通电阻. 转换速率
开关元件
控制回路
电源路径
• • • •
安全工作区S.O.A. 开启/关断特性 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 有功功率 视在功率 功率因素
纹波电流 VDS X IDS = Power
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: 400-065-0339 Email: oscilloscope.china@ WeChat: scope-of-the-art Blog: /scope-of-the-art
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
Measured risetime(tr)2 = (tr signal)2+(tr scope)2 +(tr probe)2
注：待测信号的类型、上升时间也决定了示波器 带宽的选择！
ı 为实现上述功能，MOSFET在电压峰值时
应导通时间最短，电压过零时导通时间最 长
有源功率因数校正
ı 设计人员需要测试和分析功率因数校正电
路的调制规律，需要长存储
门级驱动电路的脉宽调制信号
基于现代示波器全面测量分析开关电源
RTE1024—为开关电源测量量身定做
ı ı ı ı
带宽：200MHz （有500MHz,1GHz型号） 采样率：5GS/s 存储深度：40Mpts 波形捕获率：100万次/秒
用示波器测试电源环路稳定性的方法
用示波器测试电源环路稳定性的方法首先开关电源的环路补偿基础知识内容涉及广，需要的数理知识比较庞杂。
1、反馈控制系统开关电源是一种典型的反馈控制系统，其有响应速度和稳定性两个重要的指标。
响应速度就是当负载变化或者输入电压变化时，电源能迅速做出调整的速度。
因为开关电源的负载多数情况下都是数字IC，其电流会随着逻辑功能的变化而变化，比如FPGA在进行配置时，电流会增大一倍以上。
而开关电源的输入电压也会有一定程度的波动。
为了保证电源稳定输出，不产生跌落或者过冲，就要求电源必须迅速做出调整，使得最终输出的电压没有变化。
而电源的响应速度就决定了电源的调整速度。
由于电源加入了反馈系统，就可能发生震荡。
如果电源系统的参数没有设置好，就会产生震荡，结果就是电压上会被叠加一个固定频率的波动。
导致电源不稳定。
开关电源如下图所示：从开关电源的框图中可以看出，该系统是通过一个反馈电路，将最终输出的变化反馈给比例电路，经过比例电路的等比例衰减，输入到误差放大器中。
而后误差放大器通过比较该信号和内部参考信号的差异，来驱动后级脉宽调制器等一系列的输出环节，最终与干扰信号相互抵消，从而保证电源的稳定。
2、波特图幅度曲线的频率响应是电压增益改变与频率改变的关系,这种关系可以用波特图上一条以分贝(dB)来表示的电压增益比频率(Hz)曲线来描述.波特幅度图被绘成一种半对数曲线:x轴为采用对数刻度的频率(Hz),y轴则为采用线性刻度的电压增益(dB),波特图的另一半则是相位曲线(相移比频率),并被描述成以”度”来表示的相移比频率关系.波特相位曲线亦被绘成一种半对数曲线:x轴为采用对数刻度的频率(Hz),y轴为采用线性刻度的相移(度)。
很多同学容易把波特图看不明白，是因为用一个坐标系，把增益和相位画到一张图上，导致的认知错乱。
如下图，注意左边纵坐标是增益，单位是dB；右边的纵坐标是相位，单位是°。
横坐标是频率，是两个变量曲线共用的。
使用DPO示波器测量开关电源中的功耗
使用DPO示波器测量开关电源中的功耗电源需求的变化推动了开关电源系统的体系结构变化，能够测量和分析下一代开关式电源 (SMPS)的功耗至关重要。
支持高得多的数据速度及千兆赫级处理器的新型电源，需要更大的电流和更低的电压，在效率、功率密度、可靠性和成本方面给电源设计人员带来了新的压力。
为满足这些需求，设计人员正在采用新的结构，其中包括同步整流器、有源功率系数校正和更高的开关频率。
这些技术也带来了新的挑战，如开关设备上的高功耗、温度上升和EMI/EMC过高等影响。
了解这些影响的一个关键参数是在开关过程中发生的功率损耗。
在从“off”状态转换到“on”状态的过程中，电源会发生更高的功率损耗。
而开关设备处于“on”或“off”状态时的功率损耗较低，因为流过设备的电流或加在设备上的电压相当小。
与开关设备有关的电感器和变压器会平滑负荷电流隔离输出电压。
这些电感器和变压器还受到开关频率的影响，会产生一定功耗，偶尔会由于饱和而发生故障。
由于开关电源中消耗的功率决定着电源的整体效率及热量效应，因此测量开关设备及电感器和变压器上的功率损耗具有非常重要的意义，特别是在指明功率效率和温度上升方面。
因此，工程师需要测量和分析设备能够在变化的负荷条件下迅速精确地测量和分析瞬时功率损耗。
需要精确测量和分析不同设备瞬时功率损耗的设计人员面临的挑战如下：● 如何组建测试设备，精确测量功率损耗● 校正电压探头和电流探头中的传输延迟引起的误差● 计算非周期性的开关周期中的功率损耗● 在负荷动态变化时分析功率损耗● 计算电感器或变压器的核心损耗幸运的是，市场上已经出现了完善的功率分析软件，这种软件在最新一代数字荧光示波器上运行，与示波器用户界面拥有共同的“感观”，提供了直观的导航能力和简便易用性。
利用示波器进行电路测试的技巧分享
利用示波器进行电路测试的技巧分享电路测试是电子工程师和爱好者必备的技能之一。
而示波器作为一种常用的仪器，能够快速、准确地检测电路中的信号波形，为电路设计和故障排除提供了有力支持。
然而，要想充分利用示波器进行电路测试，除了熟悉其基本操作外，还需要一些技巧和经验。
本文将分享一些关于示波器使用的技巧，希望对读者在电路测试方面有所帮助。
一、选择适当的示波器在进行电路测试之前，首先需要选择适当的示波器。
示波器的选择应根据测试需求，包括频率范围、带宽、采样率等方面进行考虑。
如果需要测试高频信号，就需要选择带宽较宽的示波器；如果需要观察细节信号波形，就需要选择较高的采样率。
此外，还应注意示波器的通道数量、触发功能等。
选择适当的示波器能够提高测试效果和准确度。
二、设置合适的触发方式和阈值在使用示波器进行信号观测时，触发方式和阈值的设置十分重要。
触发方式包括边沿触发、脉冲触发、视频触发等。
我们需要根据测试需要选择合适的触发方式，并设置相应的触发源和触发电平。
阈值的设置也非常重要，过高或过低的阈值会导致触发失败或无法触发，从而影响测试结果。
因此，需要根据实际信号情况进行调节，确保正确触发信号波形。
三、调整合适的时间基准和水平示波器的时间基准和水平是观测信号波形的关键参数。
时间基准决定着波形的时间尺度，我们根据信号频率和波形周期进行调节。
一般而言，时间基准设置为信号周期的两到三倍比较合适。
水平则是调整波形在示波器屏幕上的位置，使其在合适的范围内显示。
在调整时间基准和水平时，我们可以通过示波器的自动调整功能进行初步调整，然后再根据实际需要进行微调。
四、合理选择探头和衰减器示波器探头是进行信号采集的重要装置，探头的选择和设置对于测试结果的准确性有着重要影响。
一般而言，常见的探头有10:1和1:1两种类型，前者具有较高的输入阻抗和较低的测量影响，适用于一般信号测试；后者适用于低频信号测试。
此外，还需要根据信号幅值选择合适的衰减器，避免过大的信号损坏示波器或给被测电路带来错误。
开关电源电流检测方法，这样讲就明白了
开关电源电流检测方法，这样讲就明白了基本知识谈电流模式控制由于其高可靠性、环路补偿设计简单、负载分配功能简单可靠的特点，被广泛用于开关模式电源。
电流检测信号是电流模式开关模式电源设计的重要组成部分，它用于调节输出并提供过流保护。
图1显示了 ADI LTC3855同步开关模式降压电源的电流检测电路。
LTC3855是一款具有逐周期限流功能的电流模式控制器件。
检测电阻RS监测电流。
图1. 开关模式电源电流检测电阻(RS)图2显示了两种情况下电感电流的示波器图像：第一种情况使用电感电流能够驱动的负载（红线），而在第二种情况下，输出短路（紫线）。
图2. LTC3855限流与折返示例，在1.5 V/15 A供电轨上测量最初，峰值电感电流由选定的电感值、电源开关导通时间、电路的输入和输出电压以及负载电流设置（图中用“1”表示）。
当电路短路时，电感电流迅速上升，直至达到限流点，即RS × IINDUCTOR (IL)等于最大电流检测电压，以保护器件和下游电路（图中用“2”表示）。
然后，内置电流折返限制（图中数字“3”）进一步降低电感电流，以将热应力降至最低。
电流检测还有其他作用。
在多相电源设计中，利用它能实现精确均流。
对于轻负载电源设计，它可以防止电流反向流动，从而提高效率（反向电流指反向流过电感的电流，即从输出到输入的电流，这在某些应用中可能不合需要，甚至具破坏性）。
另外，当多相应用的负载较小时，电流检测可用来减少所需的相数，从而提高电路效率。
对于需要电流源的负载，电流检测可将电源转换为恒流源，以用于LED 驱动、电池充电和驱动激光等应用。
检测电阻放哪最合适？电流检测电阻的位置连同开关稳压器架构决定了要检测的电流。
检测的电流包括峰值电感电流、谷值电感电流（连续导通模式下电感电流的最小值）和平均输出流。
检测电阻的位置会影响功率损耗、噪声计算以及检测电阻监控电路看到的共模电压。
放置在降压调节器高端对于降压调节器，电流检测电阻有多个位置可以放置。
小度写范文示波器测量电源纹波 使用4000系列数字荧光示波器进行电源测量模板
示波器测量电源纹波使用４０００系列数字荧光示波器进行电源测量引言电源分成许多不同的类型和规格，包括传统线性电源到高效的开关电源(SMPS)。
所有这些电源都面临着复杂的动态工作环境。
设备负载和需求在不同时间之间可能会大幅度变化，即使是“日常的”开关电源也必须能够承受突然出现的远远超过平均工作电流的峰值电流。
此外，必须检定电源的功率电平、输出纯度和到电源线的谐波反馈，以满足国家和地区电源质量标准。
从历史上看，这些测量类型意味着使用数字万用表进行静态电流和电压测量，然后在计算器或PC上进行麻烦的计算。
今天，大多数工程师正转向示波器作为首选的电源测量平台。
本应用指南将重点介绍怎样使用示波器进行基本电源测量。
准备电源测量对习惯使用示波器进行高带宽测量的工程师来说，电源测量频率相对较低，似乎非常简单。
事实上，电源测量也有很多高速电路设计人员从未见过的一系列挑战。
经过开关设备的电压可能会非常大，而且是“浮动的”，即没有参考接地。
信号的脉宽、周期、频率和占空比会变化，必须如实地捕获波形，分析其不理想特点。
示波器必须具有基本带宽和采样率，处理SMPS内部的开关频率。
电源测量要求示波器至少有两条通道，一条用于电压测量，一条用于电流测量。
提高电源测且简便程度和可靠性的工具也同样非常重要。
下面是部分考虑因素：●是否提供安全精确的电压和电流探测解决方案? ●是否有一种快速方式，调节探头的不同延迟? ●是否有使探头偏置达到最小的有效流程? ●仪器能否配备充足的记录长度，以高分辨率捕获很长的工频波形? 这些特点为有效执行电源设计测量奠定了基础。
安全准确地探测电压波形和电流波形在使用数字示波器进行电源测量时，必须测量设备中的电压及电流，这一任务要求使用两只不同的探头：一只电压探头(通常是高压差分探头)，一只电流探头，图1显示了开关式电源(sMPS)中的典型测量方案。
在范围在几kHz到几MHz的时钟驱动下，金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)控制着电流。
数字示波器在测试开关电源的方法
数字示波器测试开关电源的方法是什么(2014-04-25 09:58:59)转载▼数字示波器是示波器众多类型中的一种，使用方便、可靠性好、耐用性强、使用寿命长等多种的优点，被广泛的应用于多个行业当中。
数字示波器的功能是很多的，还可以测试开关电源。
那么数字示波器测试开关电源的方法是什么呢?下面小编就来为大家具体介绍一下吧。
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。
设备负载和需求可能在瞬间发生很大变化。
即使是“日用的”开关电源，也要能够承受远远超过其平均工作电平的瞬间峰值。
设计电源或系统中要使用电源的工程师需要了解在静态条件以及最差条件下电源的工作情况。
过去，要描述电源的行为特征，就意味着要使用数字万用表测量静态电流和电压，并用计算器或PC进行艰苦的计算。
今天，大多数工程师转而将示波器作为他们的首选电源测量平台。
现代示波器可以配备集成的电源测量和分析软件，简化了设置，并使得动态测量更为容易。
用户可以定制关键参数、自动计算，并能在数秒钟内看到结果，而不只是原始数据。
电源设计问题及其测量需求理想情况下，每部电源都应该像为它设计的数学模型那样地工作。
但在现实世界中，元器件是有缺陷的，负载会变化，供电电源可能失真，环境变化会改变性能。
而且，不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：电源在额定功率之外能维持多少瓦的功率?能持续多长时间?电源散发多少热量?过热时会怎样?它需要多少冷却气流?负载电流大幅增加时会怎样?设备能保持额定输出电压吗?电源如何应对输出端的完全短路?电源的输入电压变化时会怎样?设计人员需要研制占用空间更少、降低热量、缩减制造成本、满足更严格的EMI/EMC标准的电源。
只有一套严格的测量体系才能让工程师达到这些目标。
示波器和电源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。
小度写范文示波器测量电源纹波 使用4000系列数字荧光示波器进行电源测量模板
示波器测量电源纹波使用４０００系列数字荧光示波器进行电源测量引言电源分成许多不同的类型和规格，包括传统线性电源到高效的开关电源(SMPS)。
所有这些电源都面临着复杂的动态工作环境。
设备负载和需求在不同时间之间可能会大幅度变化，即使是“日常的”开关电源也必须能够承受突然出现的远远超过平均工作电流的峰值电流。
此外，必须检定电源的功率电平、输出纯度和到电源线的谐波反馈，以满足国家和地区电源质量标准。
从历史上看，这些测量类型意味着使用数字万用表进行静态电流和电压测量，然后在计算器或PC上进行麻烦的计算。
今天，大多数工程师正转向示波器作为首选的电源测量平台。
本应用指南将重点介绍怎样使用示波器进行基本电源测量。
准备电源测量对习惯使用示波器进行高带宽测量的工程师来说，电源测量频率相对较低，似乎非常简单。
事实上，电源测量也有很多高速电路设计人员从未见过的一系列挑战。
经过开关设备的电压可能会非常大，而且是“浮动的”，即没有参考接地。
信号的脉宽、周期、频率和占空比会变化，必须如实地捕获波形，分析其不理想特点。
示波器必须具有基本带宽和采样率，处理SMPS内部的开关频率。
电源测量要求示波器至少有两条通道，一条用于电压测量，一条用于电流测量。
提高电源测且简便程度和可靠性的工具也同样非常重要。
下面是部分考虑因素：●是否提供安全精确的电压和电流探测解决方案? ●是否有一种快速方式，调节探头的不同延迟? ●是否有使探头偏置达到最小的有效流程? ●仪器能否配备充足的记录长度，以高分辨率捕获很长的工频波形? 这些特点为有效执行电源设计测量奠定了基础。
安全准确地探测电压波形和电流波形在使用数字示波器进行电源测量时，必须测量设备中的电压及电流，这一任务要求使用两只不同的探头：一只电压探头(通常是高压差分探头)，一只电流探头，图1显示了开关式电源(sMPS)中的典型测量方案。
在范围在几kHz到几MHz的时钟驱动下，金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)控制着电流。
示波器电源测试的步骤
示波器电源测试的步骤过去大家习惯用万用表进行电源测试，如果测试参数很多的时候非常麻烦。
而现在使用示波器提供了许多自动测量功能，可以使用这些功能简单实现幅度测量(幅度、高、低、最大值、最小值、RMS、峰到峰值、正/ 负过冲、平均值、周期平均值、周期RMS)、定时测量(周期、频率、上升/ 下降时间、正/ 负占空比、正/ 负脉宽、突发宽度、延迟、相位)、综合测量。
在实践中，很多工程师对于利用示波器进行电源测试的要点并不是很清楚，这里零星总结一些步骤和要点供大家参考。
(这里的陈述是根据本人所使用的泰克混合信号示波器MSO4000系列(MSO4034)以及泰克的探头配置，不同示波器和探头会有些差异) 选择示波器的几个要点1. 记录长度及分析工具对许多电源测量，必需捕获1/4 周期或1/2 周期(90度或180度)的工频信号，有些测量甚至要求捕获整个周期，这需要示波器具有足够的记录长度以满足要求(MSO4034记录深度为10M，一般的电源测试足够了)。
比长记录长度更重要的是提供能够利用所有这些数据的工具(如泰克的Wave Inspector)。
否则处理几百万点的记录长度，也就是几千屏的信号活动无疑是大海捞针。
2.电压探头和电流探头之间的时滞每只电压探头和电流探头都有自己的特性传播延迟。
电流探头和电压探头之间的延迟差称为时滞，会导致幅度和定时测量不准确。
在探头没有正确“校正时滞”时，测量精度会下降，如开关损耗。
我所用的泰克TekVPI探头连接到泰克4000系列示波器时，它们会自动设置相应的时滞校正值，在电源测量中实现最大精度。
3. 探头偏置差分探头一般会有较小的电压偏置。
这会影响精度，在继续测量前必须消除这个电压偏置。
大多数差分电压探头拥有内置的DC偏置调节控制功能，可以相对简单地消除偏置。
某些探头内置了自动消磁/自动清零程序，如在使用TekVPI探头时，只需在探头“comp”框上按一个按钮就可以了。
安全准确地测试电压波形和电流波形在使用数字示波器进行电源测量时，必需测量设备中的电压及电流。
手把手教你用示波器进行电源功率分析
手把手教你用示波器进行电源功率分析在实际的应用中，工程师们经常遇到需要进行功率测量的场景，除却专门的功率分析仪可以完成测量之外，日常使用的示波器也能为其所用。
理论来说，功率等于电压乘以电流，而示波器是电压响应仪器，如何来进行功率分析呢？示波器配备电流探头后，通过电流探头把电流信号转换成电压信号，即可达到测量电流的目的，因此示波器可以测量功率。
鼎阳科技SDS2000X系列示波器具备功能完善的电源分析软件。
我们可以借助SDS2000X系列示波器方便、高效地分析开关电源效率及可靠性。
那幺具体如何操作呢？下面就手把手教大家如何用示波器测量功率。
首先让我们明确示波器功率分析能做到哪些功能: 1. 分析整体谐波失真、有效功率、视在功率、功率因素、波峰因素 2. 根据IEC61000-3-2标准进行电流谐波测试 3. 测量开关设备的开关损耗和导通损耗。
4. 分析电流和电压的转换速率dl/dt和dV/dt 5. 自动设置示波器纹波测量 6. 对脉冲宽度调制进行分析 测试内容 我们通过测试功率和分析谐波来展示SDS2000X的电源分析功能。
功率测试：通过对电源输入功率的计算可以了解到电源输入端电压与电流的情况，反映输入端的电源能量消耗情况。
谐波测试：由于电源谐波的产生会增大电源系统的谐波损耗，降低电源利用率，使电源负载等设备过载运行，缩短使用寿命，也有可能发生谐振现象，导致各个器件因电流过大或电压过大而损坏，所以谐波参数测试和分析至关重要。
测试工具 1、SDS2000X (已开通功率分析选件) 2、开关电源模块，可输出24V直接电压 3、高压差分探头DPB4080，最高可测电压1600Vpp 4、一个电流探头CP4050，最高可测电流70A 5、一个20W、50欧负载 测试前准备通道时滞校准 要进行准确的功率损耗测量，必须使用DF2001A时滞校准装置执行电流和电压通道时滞校准。
通道时滞校准可校正电流和电压探头之间的时间延迟。
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利用数字示波器测试开关电源的方法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。
设备负载和需求可能在瞬间发生很大变化。
即使是“日用的”开关电源，也要能够承受远远超过其平均工作电平的瞬间峰值。
设计电源或系统中要使用电源的工程师需要了解在静态条件以及最差条件下电源的工作情况。
过去，要描述电源的行为特征，就意味着要使用数字万用表测量静态电流和电压，并用计算器或PC进行艰苦的计算。
今天，大多数工程师转而将示波器作为他们的首选电源测量平台。
现代示波器可以配备集成的电源测量和分析软件，简化了设置，并使得动态测量更为容易。
用户可以定制关键参数、自动计算，并能在数秒钟内看到结果，而不只是原始数据。
电源设计问题及其测量需求理想情况下，每部电源都应该像为它设计的数学模型那样地工作。
但在现实世界中，元器件是有缺陷的，负载会变化，供电电源可能失真，环境变化会改变性能。
而且，不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：电源在额定功率之外能维持多少瓦的功率?能持续多长时间?电源散发多少热量?过热时会怎样?它需要多少冷却气流?负载电流大幅增加时会怎样?设备能保持额定输出电压吗?电源如何应对输出端的完全短路?电源的输入电压变化时会怎样?设计人员需要研制占用空间更少、降低热量、缩减制造成本、满足更严格的EMI/EMC标准的电源。
只有一套严格的测量体系才能让工程师达到这些目标。
示波器和电源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、频率和占空比都会变化。
必须如实捕获并分析波形，发现波形的异常。
这对示波器的要求是苛刻的。
多种探头——同时需要单端探头、差分探头以及电流探头。
仪器必须有较大的存储器，以提供长时间低频采集结果的记录空间。
并且可能要求在一次采集中捕获幅度相差很大的不同信号。
开关电源基础大多数现代系统中主流的直流电源体系结构是开关电源(SMPS)，它因为能够有效地应对变化负载而众所周知。
典型SMPS的电能信号路径包括无源器件、有源器件和磁性元件。
SMPS尽可能少地使用损耗性元器件(如电阻和线性晶体管)，而主要使用(理想情况下)无损耗的元器件：开关晶体管、电容和磁性元件。
SMPS设备还有一个控制部分，其中包括脉宽调制调节器脉频调制调节器以及反馈环路1等组成部分。
控制部分可能有自己的电源。
图1是简化的SMPS示意图，图中显示了电能转换部分，包括有源器件、无源器件以及磁性元件。
SMPS技术使用了金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)与绝缘栅双极晶体管(IGBT)等功率半导体开关器件。
这些器件开关时间短，能承受不稳定的电压尖峰。
同样重要的是，它们不论在开通还是断开状态，消耗的能量都极少，效率高而发热低。
开关器件在很大程度上决定了SMPS的总体性能。
对开关器件的主要测量包括：开关损耗、平均功率损耗、安全工作区及其他。
准备进行电源测量准备进行开关电源的测量时，一定要选择合适的工具，并且设置这些工具，使它们能够准确、可重复地工作。
当然示波器必须具备基本的带宽和采样速率，以适应SMPS的开关频率。
电源测量最少需要两个通道，一个用于电压，一个用于电流。
有些设施同样重要，它们可以使电源测量更容易、更可靠。
下面是一部分要考虑的事项：仪器能在同一次采集中处理开关器件的开通和断开电压吗?这些信号的比例可能达到100,000:1。
有可靠、准确的电压探头和电流探头吗?有可以校正它们的不同延迟的有效方法吗?有没有有效的方法来将探头的静态噪声降至最低?仪器能够配备足够的记录长度，以很高的采样速率捕获较长的完整工频波形吗?这些特征是进行有意义且有效的电源设计测量的基础。
测量一次采集中的100伏和100毫伏电压要测量开关器件的开关损耗和平均功率损耗，示波器首先必须分别确定在断开和开通时开关器件上的电压。
在AC/DC变流器中，开关器件上的电压动态范围非常大。
开通状态下开关器件上通过的电压取决于开关器件的类型。
在MOSFET管中，开通电压为导通电阻和电流的乘积。
在双极结型晶体管(BJT)和IGBT器件中，该电压主要取决于饱和导通压(VCEsat)。
断开状态的电压取决于工作输入电压和开关变换器的拓扑。
为计算设备设计的典型直流电源使用80Vrms到264Vrms之间的通用市电电压。
在最高输入电压下开关器件上的断开状态电压(TP1和TP2之间)可能高达750V。
在开通状态，相同端子间的电压可能在几毫伏到大约1伏之间。
显示了开关器件的典型信号特性。
为了准确地进行开关器件电源测量，必须先测量断开和开通电压。
然而，典型的8位数字示波器的动态范围不足以在同一个采集周期中既准确采集开通期间的毫伏级信号，又准确采集断开期间出现的高电压。
要捕获该信号，示波器的垂直范围应设为每分度100伏。
在此设置下，示波器可以接受高达1000V的电压，这样就可以采集700V的信号而不会使示波器过载。
使用该设置的问题在于最大灵敏度(能解析的最小信号幅度)变成了1000/256，即约为4V。
泰克DPOPWR软件解决了这个问题，用户可以把设备技术数据中的RDSON或VCEsat值输入图4所示的测量菜单中。
如果被测电压位于示波器的灵敏度范围内，DPOPWR也可以使用采集的数据进行计算，而不是使用手动输入的值。
消除电压探头和电流探头之间的时间偏差要使用数字示波器进行电源测量，就必须测量MOSFET开关器件漏极、源极间的电压和电流，或IGBT 集电极、发射极间的电压。
该任务需要两个不同的探头：一支高压差分探头和一支电流探头。
后者通常是非插入式霍尔效应型探头。
这两种探头各有其独特的传输延迟。
这两个延迟的差(称为时间偏差)，会造成幅度测量以及与时间有关的测量不准确。
一定要了解探头传输延迟对最大峰值功率和面积测量的影响。
毕竟，功率是电压和电流的积。
如果两个相乘的变量没有很好地校正，结果就会是错误的。
探头没有正确进行“时间偏差校正”时，开关损耗之类测量的准确性就会影响。
表明了探头时滞影响的实际示波器屏幕图。
它使用泰克P52051.3kV差分探头和TCP0030AC/DC电流探头连接到DUT上。
电压和电流信号通过校准夹具提供。
说明了电压探头和电流探头之间的时滞，显示了在没有校正两个探头时滞时获得的测量结果(6.059mW)。
显示了校正探头时滞的影响。
两条参考曲线重叠在一起，表明已经补偿了延迟。
中的测量结果表明了正确校正时滞的重要性。
这一实例表明，时滞引入了6%的测量误差。
准确地校正时滞降低了峰到峰功率损耗测量误差。
DPOPWR电源测量软件可以自动校正所选探头组合的时间偏差。
该软件控制示波器，并通过实时电流和电压信号调整电压通道和电流通道之间的延迟，以去除电压探头和电流探头之间传输延迟的差别。
还可以使用一种静态校正时间偏差的功能，但前提是特定的电压探头和电流探头有恒定、可重复的传输延迟。
静态校正时间偏差的功能根据一张内置的传输时间表，自动为选定探头(如本文档中讨论的Tektronix 探头)调整选定电压和电流通道之间的延迟。
该技术提供了一种快速而方便的方法，可以将时间偏差降至最小。
消除探头零偏和噪声差分探头和电流探头可能会有很小的偏置。
应在测量前消除这一偏置，因为它会影响测量精度。
某些探头采用内置的自动方法消除偏置，其它探头则要求手动消除偏置。
自动消除偏置配有TekVPITM探头接口的探头与示波器相结合，可以消除信号路径中发生的任何DC偏置误差。
在TekVPITM探头上按Menu按钮，示波器上出现ProbeControls框，显示AutoZero功能。
选择AutoZero选项，会自动清除测量系统中存在的任何DC偏置误差。
TekVPITM电流探头还在探头机身上有一个Degauss/AutoZero按钮。
压下AutoZero按钮，会消除测量系统中存在的任何DC偏置误差。
手动消除偏置大多数差分电压探头都有内置的直流零偏修整控制，这使消除零偏成为一件相对简单的步骤：准备工作完成之后，接下来：将示波器设置为测量电压波形的平均值;选择将在实际测量中使用的灵敏度(垂直)设置;不加信号，将修整器调为零，并使平均电平为0V(或尽量接近0V)。
相似地，在测量前必须调节电流探头。
在消除零偏之后：将示波器灵敏度设置为实际测量中将要使用的值;关闭没有信号的电流探头;将直流平衡调为零;把中间值调节到0A或尽可能接近0A;注意，这些探头都是有源设备，即使在静态，也总会有一些低电平噪声。
这种噪声可能影响那些同时依赖电压和电流波形数据的测量。
DPOPWR软件包包含一项信号调节功能，可以将固有探头噪声的影响降至最低。
记录长度在电源测量中的作用示波器在一段时间内捕获事件的能力取决于所用的采样速率，以及存储采集到的信号样本的存储器的深度(记录长度)。
存储器填充的速度和采样速率成正比。
如果为了提供详细的高分辨率信号而将采样速率设得很高，存储器很快就会充满。
对很多SMPS电源测量来说，必须捕获工频信号的四分之一周期或半个周期(90或180度)，有些甚至需要整个周期。
这是为了积累足够的信号数据，以在计算中抵消工频电压波动的影响。
识别真正的Ton与Toff转换为了精确地确定开关转换中的损耗，首先必须滤除开关信号中的振荡。
开关电压信号中的振荡很容易被误认为开通或关断转换。
这种大幅度振荡是SMPS在非持续电流模式(DCM)和持续电流模式(CCM)之间切换时电路中的寄生元件造成的。
简化形式表示出了一个开关信号。
这种振荡使示波器很难识别真正的开通或关断转换。
一种解决方法是预先定义一个信号源进行边沿识别、一个参考电平和一个迟滞电平，根据信号复杂度和测量要求的不同，也可以将测得信号本身作为边沿电平的信号源。
或者，也可以指定某些其它的整洁的信号。
在某些开关电源设计(如有源功率因数校正变流器)中，振荡可能要严重得多。
DCM模式大大增强了振荡，因为开关电容开始和滤波电感产生共振。
仅仅设置参考电平和磁滞电平可能不足以识别真正的转换。
这种情况下，开关器件的栅极驱动信号可以确定真正的开通和关断转换，这样就只需要适当设置栅极驱动信号的参考电平和磁滞电平。