对开关式电源和线性电源特性进行经济有效的分析

目前的电源设计人员在开发高效率、低成 本电源的过程中面临着越来越多的限制。 过去，设计人员的主要目标是经济高效的 解决方案。而现在，不断上涨的能源成本 使电源效率倍受关注。此外，例如设计紧 凑性、向数字控制技术的过渡、更严格的 电压容限和电力质量管理规定以及 EMI 规 定等方面的限制都迫切要求进行快速、全 面的电源测试。日益增加的设计限制使目前的电源设计人员必须花费更多的时间进 行功率设备的测量和分析。

尽管在最近几年中，许多示波器的分析能 力都有所提高，但是，设计人员手动执行 测量和分析的现象仍屡见不鲜。这些测量 通常都需要大量的时间来进行捕获、分析 和报告。是德科技 DSOX3PWR、DSOX4PWR 和 DSOX6PWR是集成于InfiniiVision 3000、 4000 和 6000 X 系列示波器的功率测量和 分析选件。这个嵌入式应用软件能够轻 松、快速地分析开关和线性电源的可靠性、效率和性能。

1、功率器件分析

电源的开关损耗决定其效率。您可以在一个指定的开关周期内 轻松表征开关设备的瞬时功率损耗和传导功率损耗。为了确定 电源的效率，必须测量动态负载变化过程中的功率损耗。 通过测量开关损耗和传导功率损耗，您可以表征开关电源的瞬 时功耗。定位峰值开关损耗有助于您分析电源的可靠性。di/dt 和 dv/dt 表示电流和电压的切换速率。这有助于您进行深入分 析，进而确保开关模式电源的可靠运行。

2、线路功率分析

电源设计人员需要对线路功率进行表征，确定在不同电源工作 条件下的电力质量、谐波和传导发射。一些隐含的测量包括实 际功率、视在功率、无功功率和波峰因数，以及与 IEC 61000- 3-2(A、B、C、D 类)等标准相关的谐波的图形显示。通过使用 现有的探头和功率测量选件，您可以测量导电线路的谐波。同 时，线路功率分析还包括浪涌电流测量，可显示首次打开电源 时浪涌电流的峰值。

3、电源质量分析

电源质量分析可显示交流输入线路的质量。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。功率质 量通过以下测量进行衡量：功率因数、视在功率、有效功率、 无功功率、波峰因数、电流的相位角以及交流线路的电压。

4、调制分析

调制分析使设计人员可以快速查看 PWM 信号打开时和关闭时 的信息，因为信息带宽比脉冲开关频率小得多，所以很难观测 这些信息。绘制 PWM 信号在一段较长时间内打开或关闭时的 内嵌变量图形，可以显示反馈环路系统的控制环路响应。此测 量通过以下方式反映采集波形开关变化的数据趋势: – 频率/时间 – 周期/时间 – 占空比/时间 – 正脉冲宽度/时间 – 负脉冲宽度/时间

5、输出分析