电源测试解决方案
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电源质量、电流谐波、突入电流、开关损耗、SOA、调制、纹波
报告生成 支持DS2000/4000/6000系列示波器 USB和LAN通信方式
Ultra Power Analyzer 用户界面
标题/状态/工具栏
波形显示
参数显示
测量功能
必要的准备工作：通道延迟校正和探头偏置校正
校正电压和电流探头引入的时间延迟，保证功率测量准确性！ RPA246偏移校正夹具
测试
测试
没通过
没通过
没通过
认证 测试
没通过
COC
重新设计
EMI预兼容测试
EMC标准认证测试是远场测试，远场测试能给出频率信息，即哪些频点超标了，但是 没有位置信息。由于近场的辐射越大，远场的辐射也必然越大。通过近场测量可以很 方便的实现干扰定位，甚至可以精确到IC引脚以具体走线，从而判定干扰产生的原因。 频谱分析仪是EMI测试、诊断和故障检修中用途最广的一种工具。
开启损耗：定义为T1至T2期间的损耗 导通损耗：定义为T2至T3期间的损耗 关闭损耗：定位为T3至T4期间的损耗 总损耗：定义为T1至T4期间的损耗，即：开启损耗+导通损耗+关闭损耗
只有识别真正的开关切换点才能保证测量结果的准确性。
电压、电流和瞬时功率波形
开关损耗
允许自动设置周期数 允许设定开关切换电平 多达40个测量项，每个测量项给出测试结果、起始时间、终止时间
FFT和Bar显示 THD总谐波失
真测量
测定开关电源是否符合EN61000-3-2电流谐波标准。
突入电流
开关电源打开时，输入端的滤波电容相当于瞬间短路，会产生一个上升时 间较快，幅度较大（正/负）的电流。
峰值电流 总能量 平均功率
测量突入电流可以确认流过各元器件的电流是否超过了允许值
开关损耗
主流MOSFET的开关频频率已高达几 百KHz，上升沿仅有十几纳秒
示波器至少需要几兆的存储才能完成 电源测试任务，越多越好
存储深度（pts）=采样率（Sa/s）x 波形存储时间（s）
RIGOL新一代长存储数字示波器
深存储高采样 高波形捕获率 多级灰度显示 硬件实时波形录制
Leabharlann Baidu
DS6000系列
Small Loop
Large Loop
高压差分探头和电流探头还会有直流偏置，也需要在测试前校准
电源质量测量
电压有效值 电流有效值 有功功率 视在功率 无功功率 功率因数 相角 阻抗 电压波峰因数 电流波峰因数
确定电源线上的功率消耗及电能质量、电流谐波等。
电流谐波
高达40次谐波 测量
安全工作区
开关器件应工作在安全工作区SOA （Safe Operating Area）内。可通过 开关器件数据手册查到。
测试结果在X-Y和Y-T模式下标记失败的点，并显示总的失败点数
调制分析
频率 周期 正占空比 负占空比 正脉宽 负脉宽
反馈控制环路目的是稳定输出电压，调制分析正是分析开关电源的控制环路特性
输入电路
电源质量，电流谐波，突入电流
交流输入
EMI 滤波
整流 滤波
变换电路
开关损耗，安全工作区
输出电路
纹波
开关 器件
变压器
整流 滤波
直流输出
控制 驱动
取样比 较放大
控制电路
调制分析
使用示波器测试开关电源
3个主要测试点：
探头需求：
高压差分电压探头 电流探头 无源电压探头(1:1)
浮地测试问题
DS4000系列
DS2000系列
DS1000Z系列
RIGOL开关电源测试软件
使用示波器+功率分析软件 Ultra Power Analyzer 对开关电源测试数据进行分析
Ultra Power Analyzer 软件简介
支持两种工作模式：在线和离线 支持自动或手动设置示波器 同步显示波形和测量数据 屏幕和内存数据可选 自动校正通道延迟 多种分析功能：
电源测试中大量电压测试为浮地测试，即不以地作参考的差分电压测试 浮地测试必须使用差分探头，剪断普通示波器地线的方法是错误和危险的
A
探头阻抗
c
Vc d
电 V a－b
阻
阻 抗
B
－
探头地线阻抗
d
地环路阻抗
地环路电流
V 地环路电压
参考点 “0”V 非地
浮地电压(共摸电压)
大地
示波器电源接地阻抗
电源系统地线阻抗和示波器电源 变压器绕组间电容相串联构成的 复杂阻抗
什么是EMI
EMI（Electromagnetic Interference，电磁干扰）是一种可以通过空气（辐 射）或交流线路（传导）传递电磁干扰，影响电气和电子线路正常运行的现象。
EMC
EMI EMS
Conduction Radiation
为什么要测试EMI
在高速PCB及系统设计中，高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能 成为具有天线特性的辐射干扰源，能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他 子系统的正常工作。大部分国家和政府都提出了管控要求。
零火 线线
悬浮示波器的危害
不要断开示波器的电源地线!
操作人员可能触电，非常的危险 可能损坏示波器 可能损坏被测系统 结果是波形扭曲,测量有误差，得到一个错误的测量
电源测试中长存储的重要性
电源测试经常需要采集一个工频周期 （20ms）或半个工频周期的信号
对于开关损耗等测试，必须保证采集 到信号边沿上足够多样点才能获得真 实结果
为什么要测试EMI
电子设备达到预期的功能 系统内各设备之间相互不干扰 对外界电磁环境不构成污染 满足电磁兼容标准的要求
如何测试EMI
产品周期中的各种EMI测试
PC仿真软 近场探头 EMI测试
件
频谱分析仪 接收机
EMI测试 系统
原理
实验
工程
商品
框图
项目计划
EMI 仿真
样机 预兼容 样机 预兼容 样机
纹波噪声
AC耦合 20MHz带宽限制 X1探头比
峰峰值 最大值 最小值 频率
测试输出端的纹波和噪声情况，通常用mVrms 或mVpp衡量
生成报告
html格式 仪器型号 序列号 波形 示波器参数 测量数据 测量时间
RIGOL最新电源测试解决方案
基于数字示波器的开关电源功率分析 • 使用频谱仪测量开关电源EMI问题 • 使用数字万用表和数采完成电源监测
电源测试解决方案
RIGOL电源测试解决方案
基于数字示波器的开关电源功率分析 • 使用频谱仪测量开关电源EMI问题 • 使用数字万用表和数采完成电源监测
开关电源基本原理
输入电路
变换电路
输出电路
交流输入
EMI 滤波
整流 滤波
开关 器件
变压器
整流 滤波
直流输出
控制 驱动
取样比 较放大
控制电路
开关电源常见测试项
报告生成 支持DS2000/4000/6000系列示波器 USB和LAN通信方式
Ultra Power Analyzer 用户界面
标题/状态/工具栏
波形显示
参数显示
测量功能
必要的准备工作：通道延迟校正和探头偏置校正
校正电压和电流探头引入的时间延迟，保证功率测量准确性！ RPA246偏移校正夹具
测试
测试
没通过
没通过
没通过
认证 测试
没通过
COC
重新设计
EMI预兼容测试
EMC标准认证测试是远场测试，远场测试能给出频率信息，即哪些频点超标了，但是 没有位置信息。由于近场的辐射越大，远场的辐射也必然越大。通过近场测量可以很 方便的实现干扰定位，甚至可以精确到IC引脚以具体走线，从而判定干扰产生的原因。 频谱分析仪是EMI测试、诊断和故障检修中用途最广的一种工具。
开启损耗：定义为T1至T2期间的损耗 导通损耗：定义为T2至T3期间的损耗 关闭损耗：定位为T3至T4期间的损耗 总损耗：定义为T1至T4期间的损耗，即：开启损耗+导通损耗+关闭损耗
只有识别真正的开关切换点才能保证测量结果的准确性。
电压、电流和瞬时功率波形
开关损耗
允许自动设置周期数 允许设定开关切换电平 多达40个测量项，每个测量项给出测试结果、起始时间、终止时间
FFT和Bar显示 THD总谐波失
真测量
测定开关电源是否符合EN61000-3-2电流谐波标准。
突入电流
开关电源打开时，输入端的滤波电容相当于瞬间短路，会产生一个上升时 间较快，幅度较大（正/负）的电流。
峰值电流 总能量 平均功率
测量突入电流可以确认流过各元器件的电流是否超过了允许值
开关损耗
主流MOSFET的开关频频率已高达几 百KHz，上升沿仅有十几纳秒
示波器至少需要几兆的存储才能完成 电源测试任务，越多越好
存储深度（pts）=采样率（Sa/s）x 波形存储时间（s）
RIGOL新一代长存储数字示波器
深存储高采样 高波形捕获率 多级灰度显示 硬件实时波形录制
Leabharlann Baidu
DS6000系列
Small Loop
Large Loop
高压差分探头和电流探头还会有直流偏置，也需要在测试前校准
电源质量测量
电压有效值 电流有效值 有功功率 视在功率 无功功率 功率因数 相角 阻抗 电压波峰因数 电流波峰因数
确定电源线上的功率消耗及电能质量、电流谐波等。
电流谐波
高达40次谐波 测量
安全工作区
开关器件应工作在安全工作区SOA （Safe Operating Area）内。可通过 开关器件数据手册查到。
测试结果在X-Y和Y-T模式下标记失败的点，并显示总的失败点数
调制分析
频率 周期 正占空比 负占空比 正脉宽 负脉宽
反馈控制环路目的是稳定输出电压，调制分析正是分析开关电源的控制环路特性
输入电路
电源质量，电流谐波，突入电流
交流输入
EMI 滤波
整流 滤波
变换电路
开关损耗，安全工作区
输出电路
纹波
开关 器件
变压器
整流 滤波
直流输出
控制 驱动
取样比 较放大
控制电路
调制分析
使用示波器测试开关电源
3个主要测试点：
探头需求：
高压差分电压探头 电流探头 无源电压探头(1:1)
浮地测试问题
DS4000系列
DS2000系列
DS1000Z系列
RIGOL开关电源测试软件
使用示波器+功率分析软件 Ultra Power Analyzer 对开关电源测试数据进行分析
Ultra Power Analyzer 软件简介
支持两种工作模式：在线和离线 支持自动或手动设置示波器 同步显示波形和测量数据 屏幕和内存数据可选 自动校正通道延迟 多种分析功能：
电源测试中大量电压测试为浮地测试，即不以地作参考的差分电压测试 浮地测试必须使用差分探头，剪断普通示波器地线的方法是错误和危险的
A
探头阻抗
c
Vc d
电 V a－b
阻
阻 抗
B
－
探头地线阻抗
d
地环路阻抗
地环路电流
V 地环路电压
参考点 “0”V 非地
浮地电压(共摸电压)
大地
示波器电源接地阻抗
电源系统地线阻抗和示波器电源 变压器绕组间电容相串联构成的 复杂阻抗
什么是EMI
EMI（Electromagnetic Interference，电磁干扰）是一种可以通过空气（辐 射）或交流线路（传导）传递电磁干扰，影响电气和电子线路正常运行的现象。
EMC
EMI EMS
Conduction Radiation
为什么要测试EMI
在高速PCB及系统设计中，高频信号线、集成电路的引脚、各类接插件等都可能 成为具有天线特性的辐射干扰源，能发射电磁波并影响其他系统或本系统内其他 子系统的正常工作。大部分国家和政府都提出了管控要求。
零火 线线
悬浮示波器的危害
不要断开示波器的电源地线!
操作人员可能触电，非常的危险 可能损坏示波器 可能损坏被测系统 结果是波形扭曲,测量有误差，得到一个错误的测量
电源测试中长存储的重要性
电源测试经常需要采集一个工频周期 （20ms）或半个工频周期的信号
对于开关损耗等测试，必须保证采集 到信号边沿上足够多样点才能获得真 实结果
为什么要测试EMI
电子设备达到预期的功能 系统内各设备之间相互不干扰 对外界电磁环境不构成污染 满足电磁兼容标准的要求
如何测试EMI
产品周期中的各种EMI测试
PC仿真软 近场探头 EMI测试
件
频谱分析仪 接收机
EMI测试 系统
原理
实验
工程
商品
框图
项目计划
EMI 仿真
样机 预兼容 样机 预兼容 样机
纹波噪声
AC耦合 20MHz带宽限制 X1探头比
峰峰值 最大值 最小值 频率
测试输出端的纹波和噪声情况，通常用mVrms 或mVpp衡量
生成报告
html格式 仪器型号 序列号 波形 示波器参数 测量数据 测量时间
RIGOL最新电源测试解决方案
基于数字示波器的开关电源功率分析 • 使用频谱仪测量开关电源EMI问题 • 使用数字万用表和数采完成电源监测
电源测试解决方案
RIGOL电源测试解决方案
基于数字示波器的开关电源功率分析 • 使用频谱仪测量开关电源EMI问题 • 使用数字万用表和数采完成电源监测
开关电源基本原理
输入电路
变换电路
输出电路
交流输入
EMI 滤波
整流 滤波
开关 器件
变压器
整流 滤波
直流输出
控制 驱动
取样比 较放大
控制电路
开关电源常见测试项