使用DPO示波器測量開關(guān)電源中的功耗

　　在負(fù)荷動態(tài)變化時(shí)分析功率損耗

　　在實(shí)際環(huán)境中，電源一直面臨著動態(tài)負(fù)荷。圖5顯示了開關(guān)時(shí)發(fā)生的功率損耗在負(fù)荷變化期間也會變化。捕獲整個(gè)負(fù)荷變化事件、檢定開關(guān)損耗至關(guān)重要，以保證其不會達(dá)到設(shè)備極限。

　　今天，大多數(shù)設(shè)計(jì)人員使用擁有深內(nèi)存(2 Mbyte)和高取樣速率的示波器，以滿足要求的分辨率捕獲事件。但是，這種方法帶來了一個(gè)挑戰(zhàn)，需要從開關(guān)損耗點(diǎn)分析數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)。功率分析軟件的“HiPower Finder”消除了分析深內(nèi)存數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)，圖6是典型結(jié)果。圖7則更進(jìn)一步顯示了采集的數(shù)據(jù)中的開關(guān)事件數(shù)量及最大開關(guān)損耗和最小開關(guān)損耗。然后，通過輸入感興趣的某個(gè)范圍，可以查看希望的開關(guān)損耗點(diǎn)。用戶只需在范圍內(nèi)選擇感興趣的點(diǎn)，然后讓“HiPower Finder”在深內(nèi)存數(shù)據(jù)中定位這個(gè)點(diǎn)。光標(biāo)將連接請求的區(qū)域。在定位點(diǎn)時(shí)，可以使用軟件，縮放光標(biāo)位置周圍的區(qū)域，更詳細(xì)地查看活動情況。這與前面提到的開關(guān)損耗功能相結(jié)合，可以迅速高效地分析開關(guān)設(shè)備的功耗。

　　計(jì)算磁性器件的功率損耗

　　降低功耗的另一種方式來自磁芯領(lǐng)域。從典型的AC/DC和DC/DC電路圖中，電感器和變壓器也會消耗功率，從而會影響功率效率，導(dǎo)致溫度上升。

　　一般來說，會使用LCR儀表測試電感器，LCR儀表會生成正弦波測試信號。在開關(guān)式電源中，電感器會傳送高電壓、高電流開關(guān)信號，這些信號不是正弦曲線。結(jié)果，電源設(shè)計(jì)人員必需監(jiān)測實(shí)地電源中的電感器或變壓器行為。使用LCR儀表進(jìn)行測試可能并能不反映實(shí)際環(huán)境情況。

　　監(jiān)測磁芯行為的最有效方法是使用B-H曲線，它會迅速揭示電源中的電感器行為。功率分析軟件可以在示波器上快速執(zhí)行B-H分析，而不需昂貴的專用工具。

　　電感器和變壓器在電源開機(jī)過程中及在穩(wěn)定狀態(tài)下?lián)碛胁煌男袨?。在過去，為了查看和分析B-H特點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員必須采集信號，在PC上進(jìn)一步進(jìn)行分析。通過示波器軟件，現(xiàn)在可以在示波器軟件上直接執(zhí)行B-H分析，瞬時(shí)查看電感器行為，如圖8所示。

　　這種磁性分析功能還在實(shí)際電源環(huán)境中自動測量功率損耗和電感值。為推導(dǎo)出電感器或變壓器上的磁損耗，用戶只需測量原邊和副邊上的功率損耗。這些結(jié)果的差異在于磁芯上的功率損耗。此外，在無負(fù)荷條件下，主設(shè)備上的功率損耗是副邊上的總功率損耗，包括磁芯損耗。這些測量可以揭示與功耗領(lǐng)域有關(guān)的信息。

　　總結(jié)

　　本文中介紹了功率測量和分析軟件的主要特點(diǎn)，包括能夠測量開關(guān)設(shè)備上的功率損耗、“HiPower Finder”功能和B-H分析，為在開關(guān)式電源上進(jìn)行快速測量提供了工具。在使用數(shù)字熒光示波器時(shí)，該軟件允許用戶迅速定位感興趣的功耗區(qū)域，在動態(tài)情況下查看功耗的行為特點(diǎn)。