開關電源是一種應用廣泛的電能轉換裝置，具有體積小、效率高等特性。ZDS示波器搭載的電源分析功能便是對開關電源各項技術指標進行測試的功能。今天為大家帶來其中效率分析、開關元件分析和磁性元件分析的介紹。

測試內容

ZDS3000/4000系列示波器電源分析插件即使用示波器來對開關電源進行相關測試，可以提高電源 開發人員的工作效率，方便對電源模塊進行測試。電源分析插件涉及效率分析、開關元件分析、磁性元件分析、輸入分析、輸出分析、調制分析六個部分，今天我們主要對前三項進行介紹。

-效率分析

效率分析主要計算輸入端和輸出端的功率，以此來估算電源模塊的轉換效率。

-開關元件分析

開關電源(SMPS)技術依托電源半導體開關設備，如金屬氧化物場效應晶體管(MOSFET)和絕緣門雙極晶體管(IGBT)。開關設備在極大程度上決定著開關電源的整體性能。開關設備的關鍵測量項目包括開關損耗、SOA安全工作區等。

-磁性分析

磁性元件分析具體分為磁性分析與電感測試，可對磁損耗、電感值、有功功率值等進行測試。

測試步驟

1、測前準備

為了保證測試的準確性，我們必須保證使用正確的測試系統，才能準確的捕獲波形進行分析和調試，所以測試前需進行如下準備：

（1）設置示波器的采集模式。需根據測試項從四種采集模式中選擇合適的一種；

（2）電流探頭進行消磁調零，以便去掉變壓器核心中殘余的DC通量，防止數據產生偏差；

（3）電壓探頭和電流探頭的偏移校正。需搭配偏移校正夾具。過調整示波器的通道偏移時間參數，從而校正電壓探頭 和電流鉗的傳輸延遲時間差，如下圖所示。

2、接線

接線方式

注：開關元件分析包括開關損耗、SOA、動態開點電阻、dv/dt和di/dt。

3、參數設置

確認接線無誤后即可點擊“參數配置”進行測量參數的設定。我們以SOA為例進行演示，在參數配置菜單中，可對坐標系參數、電壓電流限定參數等進行設定，測試項意義如圖所示。

測試常見問題

1、進行電源分析測試時如何設置示波器的采集模式呢？

示波器提供了四種采集模式：標準模式、峰值模式、平均模式、高分辨率模式。示波器的采集模式就是信號的采集、處理和顯示過程。不同的采集模式會產生不同的效果，選擇的采集模式可能會影響電源測量的精度。不同采集模式的使用條件和使用測量項舉例如下圖所示。

2、開關損耗測試前需要了解什么呢？

需要了解開關管的狀態。由于開關管是非理想型器件，其工作過程可劃分為四種狀態，如下圖所示。一般來說，主要的能量損耗體現在“導通過程”和“關閉過程”，小部分能量體現在“導通狀態”，而“關閉狀態”的損耗很小幾乎為0，可以忽略不計。

3、為什么開關損耗導通計算公式推薦使用Rds(on)？

導通狀態下，開關管通常會流過很大的電流，但開關管的導通電阻很小，通常是毫歐級別，所以導通狀態下損耗能量相對來說是比較少的，但亦不能忽略。由于導通時的微小電壓，無法準確測量，使用電壓乘電流的積分的方法計算的能量損耗誤差會很大。相反，導通時電流很大，可以準確測量，因此可以使用電流與導通電阻來計算損耗。導通計算具體公式解釋和舉例如下圖。

4、SOA安全工作區的4條邊界代表著什么？

-上邊界為最大單次脈沖電流;

-右邊界為最高耐壓值;

-右上邊界為熱阻相關損耗限制;

-左上為導通電阻制約電流。

如何獲取電源分析功能

目前支持電源的示波器有ZDS4054 Plus、ZDS4034 Plus、ZDS4024 Plus、ZDS3054 Plus、ZDS3034 Plus、ZDS3024 Plus和ZDS3024，用戶可在ZLG致遠電子官網示波器資料下載頁下載固件進行更新。