1樓:
1.示波器和電源測量
整個開關裝置的電壓可能很高,而且是「浮動的」,也就是說,不接地。訊號的脈衝寬度、週期、頻率和佔空比都會變化。必須如實捕獲並分析波形,發現波形的異常。這對示波器的要求是苛刻的。
多種探頭——同時需要單端探頭、差分探頭以及電流探頭。儀器必須有較大的儲存器,以提供長時間低頻採集結果的記錄空間。並且可能要求在一次採集中捕獲幅度相差很大的不同訊號。
2.開關電源基礎
大多數現代系統中主流的直流電源體系結構是開關電源(開關電源),它因為能夠有效地應對變化負載而眾所周知。典型開關電源的電能訊號路徑包括無源器件、有源器件和磁性元件。
開關電源儘可能少地使用損耗性元器件(如電阻和線性電晶體),而主要使用(理想情況下)無損耗的元器件:開關電晶體、電容和磁性元件。
開關電源裝置還有一個控制部分,其中包括脈寬調製調節器脈頻調製調節器以及反饋環路1等組成部分。控制部分可能有自己的電源。圖1是簡化的開關電源示意圖,圖中顯示了電能轉換部分,包括有源器件、無源器件以及磁性元件。
3.準備進行開關電源的測量
一定要選擇合適的工具,並且設定這些工具,使它們能夠準確、可重複地工作。當然示波器必須具備基本的頻寬和取樣速率,以適應開關電源的開關頻率。電源測量最少需要兩個通道,一個用於電壓,一個用於電流。
有些設施同樣重要,它們可以使電源測量更容易、更可靠。
測量一次採集中的100伏和100毫伏電壓
要測量開關器件的開關損耗和平均功率損耗,示波器首先必須分別確定在斷開和開通時開關器件上的電壓。
為了準確地進行開關器件電源測量,必須先測量斷開和開通電壓。然而,典型的8位數字示波器的動態範圍不足以在同一個採集週期中既準確採集開通期間的毫伏級訊號,又準確採集斷開期間出現的高電壓。要捕獲該訊號,示波器的垂直範圍應設為每分度100伏。
在此設定下,示波器可以接受高達1000v的電壓,這樣就可以採集700v的訊號而不會使示波器過載。使用該設定的問題在於最大靈敏度(能解析的最小訊號幅度)變成了1000/256,即約為4v。
有的示波器軟體可以解決這個問題,使用者可以把裝置技術資料中的rdson或vcesat值輸入圖4所示的測量選單中。如果被測電壓位於示波器的靈敏度範圍內,也可以使用採集的資料進行計算,而不是使用手動輸入的值。
4.消除電壓探頭和電流探頭之間的時間偏差
要使用數字示波器進行電源測量,就必須測量mosfet開關器件(如圖2所示)漏極、源極間的電壓和電流,或igbt集電極、發射極間的電壓。該任務需要兩個不同的探頭:一支高壓差分探頭和一支電流探頭。
後者通常是非插入式霍爾效應型探頭。
這兩個延遲的差(稱為時間偏差),會造成幅度測量以及與時間有關的測量不準確。一定要了解探頭傳輸延遲對最大峰值功率和麵積測量的影響。探頭沒有正確進行「時間偏差校正」時,開關損耗之類測量的準確性就會影響。
有的電源測量軟體可以自動校正所選探頭組合的時間偏差。軟體控制示波器,並通過實時電流和電壓訊號調整電壓通道和電流通道之間的延遲,以去除電壓探頭和電流探頭之間傳輸延遲的差別。
還可以使用一種靜態校正時間偏差的功能,但前提是特定的電壓探頭和電流探頭有恆定、可重複的傳輸延遲。靜態校正時間偏差的功能根據一張內建的傳輸時間表,自動為選定探調整選定電壓和電流通道之間的延遲。該技術提供了一種快速而方便的方法,可以將時間偏差降至最小。
5.消除探頭零偏和噪聲
差分探頭和電流探頭可能會有很小的偏置。應在測量前消除這一偏置,因為它會影響測量精度。某些探頭採用內建的自動方法消除偏置,其它探頭則要求手動消除偏置。
6.消除偏置
大多數差分電壓探頭都有內建的直流零偏修整控制,這使消除零偏成為一件相對簡單的步驟:準備工作完成之後,接下來:
將示波器設定為測量電壓波形的平均值;選擇將在實際測量中使用的靈敏度(垂直)設定;
不加訊號,將修整器調為零,並使平均電平為0v(或儘量接近0v)。相似地,在測量前必須調節電流探頭。在消除零偏之後:將示波器靈敏度設定為實際測量中將要使用的值;
關閉沒有訊號的電流探頭;將直流平衡調為零;把中間值調節到0a或儘可能接近0a;
注意,這些探頭都是有源裝置,即使在靜態,也總會有一些低電平噪聲。這種噪聲可能影響那些同時依賴電壓和電流波形資料的測量。有的示波器包含一項訊號調節功能(圖10),可以將固有探頭噪聲的影響降至最低。
7.記錄長度在電源測量中的作用
示波器在一段時間內捕獲事件的能力取決於所用的取樣速率,以及儲存採集到的訊號樣本的儲存器的深度(記錄長度)。儲存器填充的速度和取樣速率成正比。如果為了提供詳細的高解析度訊號而將取樣速率設得很高,儲存器很快就會充滿。
對很多開關電源電源測量來說,必須捕獲工頻訊號的四分之一週期或半個週期(90或180度),有些甚至需要整個週期。這是為了積累足夠的訊號資料,以在計算中抵消工頻電壓波動的影響。
8.識別真正的ton與toff轉換
為了精確地確定開關轉換中的損耗,首先必須濾除開關訊號中的振盪。開關電壓訊號中的振盪很容易被誤認為開通或關斷轉換。這種大幅度振盪是開關電源在非持續電流模式(dcm)和持續電流模式(ccm)之間切換時電路中的寄生元件造成的。
圖11以簡化形式表示出了一個開關訊號。這種振盪使示波器很難識別真正的開通或關斷轉換。一種解決方法是預先定義訊號源進行邊沿識別、參考電平和一個遲滯電平。
訊號複雜度和測量要求不同,將測得訊號本身作為邊沿電平的訊號源。或者,也可以指定某些其它的整潔的訊號。
擴充套件資料
在某些開關電源設計(如有源功率因數校正變流器)中,振盪可能要嚴重得多。dcm模式大大增強了振盪,因為開關電容開始和濾波電感產生共振。僅僅設定參考電平和磁滯電平可能不足以識別真正的轉換。
這種情況下,開關器件的柵極驅動訊號可以確定真正的開通和關斷轉換,這樣就只需要適當設定柵極驅動訊號的參考電平和磁滯電平。
2樓:蓴灬叔
一般示波器的輸入電壓最大為250v,是在通過示波器探頭上衰減10倍,然後將示波器電壓檔位選擇在5v這樣可以測出小於250v的訊號,如果訊號大於250v時,可以使用電阻分壓來把輸入限制在250v以內,否則示波器是不安全的。
普通開關電源是直接將220v變成300v直流,調製時通過小於30v的訊號控制igbt或者其它開關,如果你要測試這個開關訊號,直接用示波器測就行了,經過變壓器後的訊號,基本都可通過示波器直接測的,只是不要忘記將表筆上的衰減選擇在10倍上。
示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器。它能把肉眼看不見的電訊號變換成看得見的影象,便於人們研究各種電現象的變化過程。示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束,打在塗有熒光物質的屏面上,就可產生細小的光點(這是傳統的模擬示波器的工作原理)。
在被測訊號的作用下,電子束就好像一支筆的筆尖,可以在屏面上描繪出被測訊號的瞬時值的變化曲線。利用示波器能觀察各種不同訊號幅度隨時間變化的波形曲線,還可以用它測試各種不同的電量,如電壓、電流、頻率、相位差、調幅度等等。
3樓:
如果你對電源的線路很清楚,也可以直接測量的,220v的交流電,普通表筆也沒有太大問題。但非常要緊的一點是,表筆的參考接地點千萬不要接錯了。我們在實際使用中一般在示波器供電處加一個隔離變壓器,這樣在測量時就不用考慮參考點的問題了,工作起來方便,當然這樣也是不規範的,表筆及整個示波器有可能會處於高電位。
測量比較危險的高電壓時,那必須要用隔離型差分探頭。
用示波器測量開關電源波形用直流還是交流?
4樓:瀅瀅不離
一般除了紋波、動態負載的測試都用直流檔。用示波器測量開關電源波形用的是直流。
示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器。它能把肉眼看不見的電訊號變換成看得見的影象,便於人們研究各種電現象的變化過程。
示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束,打在塗有熒光物質的屏面上,就可產生細小的光點。
5樓:我不是豬
一般除了紋波、動態負載的測試都用直流檔 你應該理解 測試交流和直流訊號的原因 實際上不論哪一擋 都可以觀測到正確的波形 只是交流擋是會忽略掉直流偏執電壓的只觀測交流成分的波形 正激最大佔空比出現在 輸入電壓最低且輸出功率最大時 常規的去磁方式 佔空比不應該大於0.5(控制在0.45以內)
如何克服開關電源的干擾,如何解決開關電源的干擾問題
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