示波器示波器在开关电源分析中的应用

最新更新时间:2014-11-29来源: 互联网关键字:示波器  开关电源 手机看文章 扫描二维码
随时随地手机看文章
 电源是所有电子产品不可或缺的组成部分,电源分为、线性电源等类型,其中已经成为数字计算、网络通信系统中电源的主流架构。的好坏关系到产品的整体性能。因此,在研发和生产测试中对于电源的精确分析显得尤为重要。SIGLENT推出的超级荧光配备强大的电源分析模块,支持绝大部分电源性能指标的精确测试测量。下面将通过分析电源板输入模块,给大家详细介绍的电源分析功能。

 以电源演示版STBX为例,其物理视图如图1所示:

  图1 STBX

  STBX电路原理图如图2所示: 
图2 原理图

  在进行操作之前,首先应检查、电源演示板是否运行良好,在保证、电源演示板及探头等所需物品均没问题之后开始进行电源分析。

  首先,利用SDS2304、差分探头、电流探头测电源输入端波形得到结果如下图(图3)所示。其中通道2紫红色曲线代表电压波形,通道4绿色曲线代表电流波形,通过强大的参数测量功能我们可以轻松得到电流与电压的峰峰值、有效值、最大值、最小值等。图中测量项为电流与电压的峰峰值、频率。

  图3 输入初级信号

  由于每个特定的电压和电流探头具有不同的传输时延,电压和电流探头之间的定时时延误差会对功率测量产生极大的影响。因此,为了执行精确的功率测量和计算,我们在实际操作时必须使用“时延偏差校正”程序来平衡电压和电流探头之间的时延。这个步骤非常重要,通过在测量功率前执行探头时延偏差校正,可以确保精确的测量。

  图4 电源分析项

  如上图(图4)所示,SDS2000配备强大的电源分析模块,在电源分析中可选择电源质量、电流谐波、突入电流、开关损耗、转换速度、调制、输出波纹、瞬变响应等多种不同的分析方法。这使得工程师们在实际应用中拥有更灵活的选择、更大的操作空间。本文将重点介绍电源质量分析、电流谐波分析以及突入电流的分析。 电源质量分析可测量电源质量的重要指标如功率、相位角等。部分交流电流可在不提供能量的情况下流入或流出负载,此类电流称为无功电流或谐波电流,能够产生高于实际功耗的“视在”功率。电源质量通过以下几项测量值来进行衡量: 功率因数、有效功率、视在功率、无功功率、波峰因数、电流的相位角以及交流线路的电压,如下图(图5)所示。

  图5 可分析参数

  测量各项参数显示界面如下:

  图6 功率因数

  图7 测量项

  图8 相位角

  如上图6、图7、图8中可以看出,利用MATH运算功能,再结合强大的测量统计功能,可以轻松得到我们所需要的众多信息,可将测量项的当前值、平均值、最小值、最大值、标准方差同时精确显示出来。为广大工程师们提供了更加高效便捷的体验。

 接着我们要对电流谐波进行分析,选择电流谐波,将信号频率类型设置为50Hz,标准选择为Class A类。如下所示:

  图9选择电流谐波分析

  图10设置信号频率及电流谐波标准类型

  在我们选择电流谐波标准时,首先要了解各标准之间的区别。

  Class A 类:适用于平衡三相设备、家用电器(除D 类设备外)、工具(除便携式工具外)、白炽灯调光器及音频设备;

  Class B 类:适用于便携式工具;

  Class C 类:适用于照明设备,按“应用”软键(在"电源应用" 主菜单中)时,C 类需要进行功率因数计算,因此,当禁用" 电源应用" 时,仅可选择 C 类,这会强制您再次按“应用”才能执行分析;

  Class D 类:适用于额定功率小于或等于 600 W 的设备,类型如下:个人计算机和个人计算机显示器、电视接收器。

  设置完成后打开MATH中FFT运算功能,选择Hanning窗口类型,在显示中选择表格显示,按下“应用”按钮,分析完成后,可得到电流谐波分析的结果图如下(图11)所示:

  图11 电流谐波分析

  可以看到当前表格显示了8次谐波,谐波频率为50Hz~400Hz,同时还能观察到电流有效值(RMS)、限值(RMS)、余量(Margin)以及通过/失败状态。图中对应频率为100Hz、200Hz、300Hz的谐波其余量<80%,此时统计为Fail,而其余则为Pass(注:余量计算方式为{(限值-实际值)/限值}*100%)。在实际应用中,更多次的可观察谐波将会带来更精确的电源参数分析。

  突入电流分析可测量电源突入电流,并记录电流波形,峰值电流可以是正值,也可以是负值,因此结果是测量得到的最大值或最小值中较大的那一个。

  测量结果如下(图12)所示:

  图12 突入电流测量

  作为鼎阳第一款采用独创SPO技术的超级荧光,在拥有高处理速度、强大测量统计功能的同时配备有强大的电源分析模块,在电源分析方面是把利剑,在增加多项测量指标的同时简化操作,优化界面,使得工程师们在使用时更加便捷高效。

  SIGLENT作为一家集研发、生产、销售、服务于一体的专业数字等通用仪器生产商,始终专注于研发制造最新的测试测量仪器,坚持以研发为核心竞争力,通过不断的技术创新和严格的质量把控,循序渐进的深化品牌建设,我们有理由相信在将来SIGLENT会不断带来更多更好用更实用的产品。

关键字:示波器  开关电源 编辑:探路者 引用地址:示波器示波器在开关电源分析中的应用

上一篇:从构思到实践 如何完成开关电源的合理设计
下一篇:详细解析开关电源拓扑结构优缺点

推荐阅读最新更新时间:2023-10-12 22:49

示波器基础使用说明和功能
  我们可以把示波器简单地看成是具有图形显示的电压表。   普通的电压表是在其度盘上移动的指针或者数字显示来给出信号电压的测量读数。而示波器则与共不同。示波器具有屏幕,它能在屏幕上以图形的方式显示信号电压随时间的变化,即波形。   示波器和电压表之间的主要区别是:   1.电压表可以给出祥测信号的数值,这通常是有效值即RMS值。但是电压表不能给出有关信号形状的信息。有的电压表也能测量信号的峰值电压和频率。然而,示波器则能以图形的方式显示信号随时间变化的历史情况。   2.电压表通常只能对一个信号进行测量,而示波器则能同时显示两个或多个信号。   显示系统   示波器的显示器件是阴极射线管,缩写为CRT。阴极射线
[测试测量]
室外led显示屏开关电源设计理念分析
led显示屏的研究采用屏幕为8×8的点阵显示,侧重于动态处理方法,由于显示屏幕的局限性,在此次的研究设计中只能显示英文和数字。一个基本的led屏幕由8行×8列点共64个led组成,显示屏有共阴和共阳两种连接方式。对由8×8点阵构成的led显示屏而言,一般数据端连接微处理器的8位并行数据口,而选通端则逐一使能(选通),选择需要点亮的某一列,通过分时复用方式实现动态显示效果。选通方式一般有两种:独立选通和译码选通。 如果屏幕较小,处理器有足够的I/O口可用,则可以每个I/O口连接一个选通端,如果屏幕较大,或者处理器的I/O口不是非常丰富,则可以通过译码方式来选通。例如当8片8×8点阵的led组成一个8×128点阵的led
[电源管理]
DSO示波器的三种必不可少的工具简介
与大多数测试工具相同,现代数字存储示波器(DSO)一直在不断演进,以满足设计人员和测试工程师的需求,在性能、特性和实用性之间达到平衡。但是,它的三种基本特性——格线、光标、自动测量参数却始终保持不变,因为对于面临着持续增加的产品上市速度压力的设计人员而言,在正确运用的情况下,这些特性具有极其重要的价值。 本文将介绍如何正确使用和运用现代DSO的这些基本特性,并提供测量参数的实用定义以供参考。 DSO的三种必不可少的工具 示波器是一种电压响应测量仪器,包括三种基本测量工具。随着仪器的发展,这些工具也在持续演进。最早的工具是仪器显示屏上的显示格线或栅格。在示波器发展过程中引入的第二种工具是光标或标记。最后增加的第三种工具是测量
[测试测量]
DSO<font color='red'>示波器</font>的三种必不可少的工具简介
高频开关电源的单周期控制的Buck开关转换器的工作波形
  图给出了单周期控制的Buck开关转换器的工作波形:ui、ur及 ui波形图中的阴影面积即为A。考虑到输人电压的纹波,ui的波形为直流电压和纹波电压的叠加。在图(a)中,给定电压ur=Ur为常数,在图(b)中,给定电压ur为一个阶跃函数。   图 单周期控制的Buck开关转换器的工作波形   主开关管V导通时,积分器的输出A上升;当其峰值等于Ur时,V关断,与此同时V1闭合;积分器立即复位回零,为下一个周期的积分做好准备。可知,A的峰值能较好地跟踪给定电压ur。A的变化率dA/dt等于输人电压ui(或与ui成正比),如果输人电压上升,则A的斜率变大,使A更快地达到ur,其结果是使占空比Du,减小;反之如果输人
[电源管理]
高频<font color='red'>开关电源</font>的单周期控制的Buck开关转换器的工作波形
简述模拟和数字示波器的基本控制
示波器包含四个不同的基本系统: 垂直系统、水平系统、触发系统和显示系统。理解每一个系统的含义,有助于您更有效地应用示波器,完成特定的测量任务。 下面简要描述模拟和数字示波器的基本的系统和调节控制。模拟和数字示波器的一些控制并不相同。 示波器的前面板分为三个主要的区域, 标注为垂直区、水平区和触发区。由于模式和类型(模拟或数字)不同,您的示波器也许还有其他的区域。参看图 22, 当使用示波器时,为接收输入信号,需要对以下配置进行调整: 信号的衰减和放大值:通过控制伏特 / 格,可以把信号的幅度调整到期望测量范围内。时基:通过控制秒 1 格,可以显示屏中每水平刻度代表的时间量,示波器触发:利用触发电平,可以稳定重复信
[测试测量]
简述模拟和数字<font color='red'>示波器</font>的基本控制
示波器测量电源纹波与噪声技术
当前的电子电路(比如电子测量仪器、多媒体产品)的电平切换速度、信号复杂度比以前更高,同时芯片的封装和信号幅值却越来越小,对电源波动更加敏感。因此,电路设计者们比以前会更关心电源端带来的影响。 以ZDS2024示波器本身为例,内部的主电源为一个开关电源,主板上的电源分配网络要把这个直流电源变成各种电压的直流电源(如:+-5V,+3.3V,+12V等等),给CPU以及各个芯片供电,同时我们的风扇也是随时温度动态的在变化。CPU、IC和风扇用电量很大,而且是动态耗电的,瞬时电流可能很大,也可能很小,但是电压必须平稳(即纹波和噪声必须较小),以保持CPU和IC的正常工作。这都对电源的平稳性提出了很高的要求。 所有的数字示波器都使用衰减器和
[测试测量]
测试测量仪器发展新方向:多通道、多功能、多连接
测试和测量仪器随着时间而发展,但大多数关注都来自明显的性能改进,如测量带宽和动态范围。但是不太明显的改进,诸如通道数量,I / O接口速度和组合功能之类的次要规格,往往被市场所忽视,但这些因素对实际应用却起到了非常重要的作用以及最大的便利性。 八通道 几十年来,高频示波器提供了两个或四个通道。双通道示波器受模拟示波器的性能限制。数字示波器消除了阴极射线管及其显示限制,并开始支持到四个通道,并持续了数十年,直到组件的大小为额外的通道提供了空间。在过去的几年中,四家主要示波器供应商中的三家已将八通道示波器添加到了产品线中。拥有八个可用的模拟通道可打开整个测量应用范围。 需要四通道的最常见测量是三相功率,三相是多相交流配电系
[测试测量]
测试测量仪器发展新方向:多通道、多功能、多连接
电源接地不良对示波器测试产生的干扰问题
示波器操作人员有时会发现这样一个现象:使用探头探测信号时,被测信号上下跳动,波形不正常,如果使用余晖显示,则波形糊成一团,如下图所示: 图一 糊住的波形 通常这种情况下,测试人员会怀疑是触发的问题,但当上下调节触发电平时,波形位置会随着触发电平的变化:如触发电平调高,则波形的位置上升,触发电平调低,波形位置又降低,如下图所示: 图二 调高触发电平,波形位置上升 图三 调低触发电平,波形位置下降 如果您在工作中也发现类似现象,则很大的可能是:您的测试存在接地不良的情况。更准确地说是:您测试系统的信号回流路径过长。 我们都知道,从信号发送器流出的信号,都会最终流回发送器。单端信号的“地”是信号的回流路径;而差分
[测试测量]
电源接地不良对<font color='red'>示波器</font>测试产生的干扰问题
小广播
热门活动
换一批
更多
最新电源管理文章
更多每日新闻
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 电信业务审批[2006]字第258号函 京公网安备 11010802033920号 Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved