實例RIGOL開關電源測試

近幾年，電力電子設備與人們的工作、生活的關系日益密切，程控交換機、通訊、電子設備、控制設備等都已廣泛地使用了開關電源，大大促使了開關電源技術的迅速發展。在開關電源向高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化方向發展的同時，也對產品設計驗證和功能探測提出了更為嚴格的要求。本文中將以國內最大的探測測量廠商RIGOL（北京普源精儀科技有限責任公司）的產品為例解析一些開關電源的常用探測辦法。本探測辦法中用到的儀器分別是RIGOLDS1302CA數字示波器、DM3064數字萬用表及DG系列函數/任意波形信號發生器。

1、瞬態應和信號測量：負載瞬變時間是一項動態時間，它是負載電流瞬變后開關電源的輸出電壓穩定到預先規定穩定帶內的時間。測量信號的過程中，示波器非得有足夠的采樣率和波形捕獲率才能有效的捕獲到要的波形。我們通常所測的應和為μs或ms量級，而RIGOL的DS1302CA可以測量最小1.2ns的上升時間，完全可以捕獲該瞬變信號。圖2反映了電流由0.1mA到65mA的過程中電壓瞬態變化情況。

2、及時發現有害波形信號電源的開啟延遲是從施加交流輸入至輸出達到其調整范圍之內的時間。倘若開關電源在開啟時，有有害波形出現，即有可能損壞開關晶體管的電流尖峰。關于該有害波形，可以通過抑制電路等辦法來消除。而通過用示波器的測量，我們就可以及時發現有害波形，并在電源開啟的瞬間，有效地抑制有害信號的出現，間接提高后需電源的工作效率。圖3是DS1302CA捕獲的波形。

3、在系統中重現信號倘若捕捉到偶發、瞬時信號后不僅僅滿足于對該信號的簡單分解與計算，還希望能夠在系統中重現該信號，那么RIGOL數字示波器與函數/任意波形信號發生器的無縫互連則可以供應完美的處理辦法。DG3121A信號發生器可以通過專用接口筆直訪問DS1302CA的波形內存，從而在信號發生器上再現之前捕獲的毛刺或偶發信號波形。通過這樣的辦法，可以再現信號，讓探測測量更加方便。

4、同時測量輸入輸出信號在開關電源探測中常常同時測量電路的輸入和輸出端，但輸入和輸出電壓的差距較大給操作帶來了一定難度。DS1302A的交替觸發能夠同時測量分解輸入和輸出兩個信號，處理了操作上的難題。以往在中端示波器中，雙通道同時顯示時都是時基共用，而今朝的產品就可用交替觸發來實現兩個通道各自有自己的時基，并且在各通道上可以選取不同的觸發方式。如圖5示，兩個不同的信號，一個是Vpp=188V的信號，另一個是Vpp=102mV的信號，它們的頻率分別為50Hz和20kHz。

5、捕獲紋波和分解噪聲紋波和噪聲是在所有其他參數恒定的條件下，在規定帶寬內直流輸出電壓對其均勻值的周期性和隨機性偏離，它代表調整和濾波電路后面直流輸出電壓中所殘存不要的交流和噪聲成分。紋波和噪聲可以用有效值或峰峰值度量，峰峰值可以供應有關高幅度、短繼續時間尖峰的信息，而有效值則有利于確定預期的信噪比。詳盡的講，紋波是出今朝輸出端子間的一種與輸入頻率和開關頻率同步的成分，用峰-峰（peaktopeak）值表示，一般在輸出電壓的0.5%以下；噪聲是出今朝輸出端子間的紋波以外的一種高頻成分，也用峰-峰（peaktopeak）值表示，一般在輸出電壓的1%左右。紋波噪聲是二者的合成，用峰-峰（peaktopeak）值表示，一般在輸出電壓的2%以下。數字萬用表使用辦法

1、開關電源漂移測量漂移緊要指電源輸出電流或電壓的周期和隨機偏離。開關電源的漂移測量要很長時間，并對測量精度要求較高。實際測量中我們一般會把所有測量出來的數據做一個統計，然后在這個統計值的基礎上計算出它的ppM值，總時間在24小時左右。這個探測過程不但枯燥而且很容易出錯，為了能讓工程師的測量變得更加方便，并且讓測量誤差降到最小，RIGOL供應了DM3064萬用表加pC控制的處理辦法。

通常試驗時，我們不但要滿足探測精度和探測速度的高要求，還要保障一定量的探測時間。這樣一來，倘若長期值守，就難免會出現測量失誤。為處理這個問題，我們可以通過計算機軟件控制測量，讓萬用表采集每隔一段時間的電壓、電流，而關于時間段的大小，工程師也可以任意設定，真正實現通過萬用表輕松采集數據。DM3064可以實現一路最多采集200萬個數據，倘若要存儲更多的數據也可以選擇筆直存儲到U盤或者存儲到電腦中。使用DM3064的方便之處在于數據采集后其自帶軟件可以筆直完成數據保存，把數據保存為txt或mdb數據庫文件，以便于借助數學分解工具在電腦上筆直對這些數據進行分解。

2、多路巡測試量倘若我們已經不滿足于單路測量，希望實現多路同時測量，則可以選擇DM3064的數據巡檢功能多路巡測試量，最多能夠實現一次同時測量16路信號。同時測量每個輸出模塊的電流電壓后，可通過計算機軟件統計出要的數據，然后再對統計到的每路數據進行分解。倘若我們想看數據在巡檢時候的波形，也可以打開波形顯示，觀察數據巡檢時候的數據變化曲線。在波形圖中，我們可以通過Ultralogger軟件在pC上很直觀地看到電壓電流變化曲線，RIGOL萬用表針對數據的巡檢和采集功能可以快速實現電流電壓的巡檢和數據采集。并且Ultralogger軟件能通過GpIB和USB總線實現現場控制，也可以通過LAN實現遠程控制，并且能把每個工作站的數據報告定期返回給遠程的服務器。

3、溫度測量溫度測量是電源產品探測過程中最緊要的環節之一，今朝的電源產品都要滿足FEC、VDE、UL、CSA、FCC等溫度測量標準，所以溫度關于電源也是緊要的測量參數之一。隨著電源技術的進步，產品對溫度的要求越來越高。在測量過程中，可以用DM3064萬用表加上溫度傳感器把采集到的物理信號轉化為電信號，然后轉化為相應的溫度值。同理，倘若要別的方面的使用，也可以使用相應的傳感器進行測量，選擇采集功能實現快速傳感的測量功能。

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