用示波器进行开关电源测量和分析

2015-07-06 10:59:31   来源:dzsc   

关键字: 示波器  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)、开关电源原理框图

图1  开关电源原理框图

图1  开关电源原理框图

  (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。

  (2)功率晶体管工作在开关状态,晶体管上的功耗小,转化效率高。

  2  开关电源测量考虑

  目前的电源设计人员在开发高效率、低成本电源的过程中正面临着越来越多的限制。过去,设计人员的主要目标是经济高效的解决方案。而现在,不断上涨的能源成本使电源效率倍受关注。另外,例如设计紧凑性、向数字控制技术的过渡、更严格的电压容限和电力质量管理规定以及 EMI规定等方面的限制都迫切要求进行快速、可靠的电源测试。日益增加的设计限制使目前的电源设计人员必须花费更多的时间进行功率设备的测量和分析。

  尽管在最近几年中,许多示波器的分析能力都有所提高,但是,仍然经常看到设计人员手动执行测量和表征的情况。这些测量通常都需要大量的时间来进行捕获、分析和报告。

  现在,您在表征功率设备时可以不再用耗费时间的手动测量了。用于安捷伦示波器的 U1881A 和 U1882A 功率测量应用软件提供全套功率测量,可以直接在 Infiniium 8000 和9000系列示波器上运行,或在独立 PC 上运行并与 InfiniiVision5000,6000 和 7000 系列示波器一起使用。安捷伦功率测量应用软件除了偏移校正和生成报告以外还提供了 7 种模块,以帮助您表征设备(功率设备分析、输入线路分析、输出分析、打开/关闭分析、瞬时分析、调制分析)。每个模块都包括相关的测量和设置选择,可以轻松进行重复测试。

表1 开关电源测试参数

表1 开关电源测试参数

  3 自动偏移校正和 U1880A 偏移校正夹具

  功率测量是用电压和电流探头测得的电压和电流波形逐点相乘的结果。为了执行精确的功率测量和计算,必须使用称为"偏移校正"的程序来均衡电压和电流探头之间的时间延迟。这个步骤非常重要,因为电压和电流迹线定时一旦差之毫厘,瞬时功率读数就可能谬之千里。为了校正这对探头,需要使用 U1880A 偏移校正夹具,利用相同的脉冲信号驱动电压和电流探头。您只需单击菜单,夹具就会自动执行偏移校正并将偏移校正值保存在功率测量软件中,当您下一次启动功率测量应用软件时,便可以使用所保存的偏移校正值或再次执行偏移校正。

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编辑:什么鱼
本文引用地址: http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2015/0706/article_12216.html
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