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解析SDS2000在开关电源分析中的应用

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电源是所有电子产品不可或缺的组成部分,电源分为开关电源、线性电源等类型,其中开关电源已经成为数字计算、网络通信系统中电源的主流架构。开关电源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SDS2000超级荧光示波器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SDS2000的电源分析功能。

图1

STBX

图2 原理图

在进行操作之前,首先应检查示波器、电源演示板是否运行良好,在保证示波器、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SDS2000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

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,SDS2000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。

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

Class

Class

Class

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。

SDS2000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。

图12 突入电流测量

SDS2000作为鼎阳第一款采用独创SPO技术的超级荧光示波器,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示波器等通用仪器生产商,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。