长度在电源测量中的作用—示波器测试开关电源

发布时间:2021-12-22 阅读量:871 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网整理

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。


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。


以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,如图12 所示。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 (即图中和图中的时钟信号) 可以确定真正的开通和关断转换,如图所示。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。 


长度在电源测量中的作用—示波器测试开关电源

示波器测试开关电源——用于识别Ton 和Toff 转换的栅极信号Vg


长度在电源测量中的作用—示波器测试开关电源

示波器测试关电源——开关器件的典型信号特征。



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