你的位置:首頁 > 測試測量 > 正文

【測試案例分享】使用示波器自動化測量電源開關(guān)損耗

發(fā)布時間:2024-08-25 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】開關(guān)電源是當(dāng)前電子信息飛速發(fā)展不可或缺的電源方式之一。開關(guān)電源以其功耗小、效率高、節(jié)能效果顯著的優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用于各種消費類電子以及各類供電系統(tǒng)當(dāng)中,成為一種主流的電源產(chǎn)品。


開關(guān)電源是當(dāng)前電子信息飛速發(fā)展不可或缺的電源方式之一。開關(guān)電源以其功耗小、效率高、節(jié)能效果顯著的優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用于各種消費類電子以及各類供電系統(tǒng)當(dāng)中,成為一種主流的電源產(chǎn)品。


測試需求


開關(guān)電源集成化是電源未來發(fā)展的主要趨勢,這也就意味著功率密度將會越來越大,對工藝要求也會越來越高,在半導(dǎo)體器件和磁性材料沒有新的突破之前,技術(shù)創(chuàng)新的重點將集中在如何提高開關(guān)電源的效率和減小重量上。


典型開關(guān)式電源的效率可能約為87%,也就是會有13%的輸入功率在電源內(nèi)部耗散,主要表現(xiàn)以廢熱的形式。在這些損耗中,很大一部分耗散在開關(guān)器件,通常是MOSFETs或IGBTs,而開關(guān)器件最主要損耗便是:開通損耗和關(guān)斷損耗。


測試原理及方法


在理想情況下,開關(guān)器件像照明開關(guān)一樣要么“開”、要么“關(guān)”,并在這兩種狀態(tài)之間瞬時切換。在“開”的狀態(tài)下,開關(guān)的阻抗是零,開關(guān)中沒有功率耗散,而不管有多少電流流經(jīng)開關(guān)。在“關(guān)”的狀態(tài)下,開關(guān)的阻抗是無窮大,流經(jīng)的電流是零,因此也沒有功率耗散。


在實際中,某些功率是在“常開”(傳導(dǎo))的狀態(tài)過程中耗散的;還有一些功率損耗,是在“開”和“關(guān)”(關(guān)閉)轉(zhuǎn)換、在“關(guān)”和“開”(打開)轉(zhuǎn)換期間耗散的,通常后者比前者明顯要高得多。


【測試案例分享】使用示波器自動化測量電源開關(guān)損耗

圖1


之所以出現(xiàn)這些不理想的情況,是因為電路中存在著寄生參數(shù)。如圖1所示,柵極上的寄生電容會降慢器件的開關(guān)速度,延長打開時間和關(guān)閉時間。在漏極電流流動時,MOSFET漏極和源極之間的寄生電阻都會耗散功率。


示波器測試開關(guān)損耗的原始辦法:需要工程師手動設(shè)置選通,并添加 數(shù)學(xué)公式,這樣便會導(dǎo)致不同工程師略微不同的設(shè)置方法引起不同的 測試結(jié)果。為了避免人工誤差,現(xiàn)流行使用軟件進(jìn)行自動測量。 


示波器測試開關(guān)損耗的新方案:泰克的POWER高級功率測量和 分析軟件為開關(guān)損耗測量提供了定制化自動設(shè)置功能,并且符合 IEC60747-8 和 IEC60747-9 的測試方法,告別復(fù)雜設(shè)置,現(xiàn)在只需按 一個按鈕,就可以執(zhí)行全套開關(guān)損耗功率和能量測量。 


軟件中可以選擇算法模型,支持MOSFET和BJT/IGBT算法;電源類型支持SMPS、PFC和Flyback;可以使用自動幅度和上升時間測量, 確定信號的幅度,設(shè)置10% 和90% 幅度時的測量門限值,然后測量信號的上升時間。此外,在復(fù)雜的信號中,可以使用光標(biāo)選通功能,把測量重點放在波形的特定部分。然后把幅度乘以80%,除以上升時間指標(biāo),計算得出轉(zhuǎn)換速率。還支持繪制出軌跡圖,方便設(shè)計工程師對其進(jìn)行分析優(yōu)化。這一款軟件可以極大提高工作效率,縮短項目工期,并減少人為誤差,是當(dāng)前很多開關(guān)電源設(shè)計工程師的新寵。


【測試案例分享】使用示波器自動化測量電源開關(guān)損耗


POWER高級功率測量和分析軟件能夠覆蓋電源設(shè)計全流程測試,從電源的輸入到輸出,再到功率級和環(huán)路分析,都可以在一臺示波器上實現(xiàn)半自動化測試,具體POWER內(nèi)容可查看《使用5-PWR應(yīng)用軟件進(jìn)行電源測量和分析》應(yīng)用指南。


【測試案例分享】使用示波器自動化測量電源開關(guān)損耗


測試方案


示波器:泰克MSO4/5/6系示波器

軟件:Power高級功率測量和分析軟件


【測試案例分享】使用示波器自動化測量電源開關(guān)損耗


軟件界面


探頭:TDP10001GHz差分探頭、THCP0200/THDP0100高壓差分探頭、TCP0030A120MHzAC/DC電流探頭。

    

【測試案例分享】使用示波器自動化測量電源開關(guān)損耗

         高帶寬差分探頭               高壓差分探頭                     交直流電流探頭


免責(zé)聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題,請聯(lián)系小編進(jìn)行處理。


推薦閱讀:

電源模塊的封裝類型及相應(yīng)的優(yōu)點

先楫趙建斌:HPM6E00系列,真正填補(bǔ)國產(chǎn)EtherCAT空白

天線的阻抗匹配技術(shù)

貿(mào)澤電子擴(kuò)充工業(yè)自動化產(chǎn)品陣容及資源中心助力工業(yè)5.0

如何在沒有軟啟動方程的情況下測量和確定軟啟動時序?

特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉