文档介绍：RIGOL 电源系统测试方案
电源测试需求概况
电力电子设备的迅速发展及多样化
电源种类的复杂多样:适配器、UPS、PC电源、通信电源、安防电源、医疗电源、航空电源等
电源设计要求:更小的外形因子
更高的效率
更低的每瓦成本
种类繁多的测试:
输出测试、输入测试、保护测试、安全测试、环境测试和EMC测试
典型电源开发测试需求
主要电源参数测试
功率、电能质量、谐波、纹波、调整率、冲击电流…
测试设备:示波器、万用表、功率表、负载
内部重要元器件性能测试
功率器件、变压器…
示波器、电流和差分探头
电磁兼容性测试
频谱分析仪或EMC接收机
模拟各种驱动和PFC控制信号
任意波形发生器
……
RIGOL电源测试解决方案
基于数字示波器的开关电源功率分析
使用频谱仪测量开关电源EMI问题
使用数字万用表和数采完成电源监测
开关电源基本原理
EMI
滤波
取样比较放大
输入电路
变换电路
输出电路
控制电路
交流输入
整流
滤波
开关
器件
控制
驱动
变压器
整流
滤波
直流输出
开关电源常见测试项
EMI
滤波
取样比较放大
输入电路
电源质量,电流谐波,突入电流
变换电路
开关损耗,安全工作区
输出电路
纹波
控制电路
调制分析
交流输入
整流
滤波
开关
器件
控制
驱动
变压器
整流
滤波
直流输出
使用示波器测试开关电源
3个主要测试点:
探头需求:
高压差分电压探头
电流探头
无源电压探头(1:1)
浮地测试问题
零
线
火
线
大地
示波器电源接地阻抗
A
B
电阻阻抗
V a-b
探头地线阻抗
探头阻抗
地环路阻抗
地环路电流
V 地环路电压
电源系统地线阻抗和示波器电源变压器绕组间电容相串联构成的复杂阻抗
参考点“0”V 非地
c
d
浮地电压(共摸电压)
V c-d
电源测试中大量电压测试为浮地测试,即不以地作参考的差分电压测试
浮地测试必须使用差分探头,剪断普通示波器地线的方法是错误和危险的
悬浮示波器的危害
不要断开示波器的电源地线!
操作人员可能触电,非常的危险
可能损坏示波器
可能损坏被测系统
结果是波形扭曲,测量有误差,得到一个错误的测量
电源测试中长存储的重要性
电源测试经常需要采集一个工频周期(20ms)或半个工频周期的信号
对于开关损耗等测试,必须保证采集到信号边沿上足够多样点才能获得真实结果
主流MOSFET的开关频频率已高达几百KHz,上升沿仅有十几纳秒
示波器至少需要几兆的存储才能完成电源测试任务,越多越好
存储深度(pts)=采样率(Sa/s)x 波形存储时间(s)