泰克4系列B MSO示波器在電源測量與分析中的應(yīng)用
當(dāng)今電源設(shè)計(jì)人員面臨著實(shí)現(xiàn)90%甚至更高功率轉(zhuǎn)換效率的巨大壓力。這一趨勢主要受到延長便攜式電子設(shè)備電池續(xù)航時(shí)間、物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展以及對低功耗“綠色”產(chǎn)品的需求推動(dòng)。泰克4系列B MSO示波器,通過其FlexChannel?輸入和新型圖形用戶界面,使設(shè)計(jì)人員能夠同時(shí)測試多個(gè)測試點(diǎn),從而顯著加快測試速度。此外,高級功率測量和分析選項(xiàng)(4/5/6-PWR)簡化了關(guān)鍵功率測量的設(shè)置過程,提供了多種工具來評估測試結(jié)果是否符合電源設(shè)計(jì)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)。
磁性分析
電感器和變壓器在開關(guān)電源和線性電源中扮演著存儲(chǔ)能量的重要角色。表征這些磁性器件對于確保電源的穩(wěn)定性和整體效率至關(guān)重要。4/5/6-PWR中的磁性分析功能能夠自動(dòng)完成電感、磁性損耗和B-H參數(shù)的測量。
電感測量:電感器的阻抗隨頻率增加而增大。4/5/6-PWR應(yīng)用通過對測量期間的電壓求積分并除以電流變化來計(jì)算電感值。測量結(jié)果與電壓、電流波形及B-H曲線一同顯示,便于分析。
磁性損耗測量:磁性損耗主要包括磁芯損耗和銅纜損耗。4/5/6-PWR能夠計(jì)算單線圈電感器、多線圈電感器甚至變壓器中的磁性損耗。通過差分探頭測量電壓,電流探頭測量電流,軟件自動(dòng)計(jì)算并顯示磁性功率損耗結(jié)果。
B-H曲線測量:B-H曲線圖用于檢驗(yàn)磁性成分的飽和度,衡量磁芯材料單位容量中每個(gè)周期損耗的能量。測量時(shí)需輸入電感器的圈數(shù)、磁長和磁芯橫截面面積,軟件據(jù)此計(jì)算并繪制B-H曲線圖,顯示磁性通量密度B和磁場強(qiáng)度H的變化關(guān)系。
頻率響應(yīng)分析
控制環(huán)路頻率響應(yīng):控制環(huán)路頻率響應(yīng)分析(伯德圖)有助于分析電源控制回路的頻率響應(yīng)特性。使用4/5/6系列MSO中的任意波形/函數(shù)發(fā)生器(AFG)產(chǎn)生正弦波,注入反饋回路進(jìn)行測量。Picotest J2101A注入變壓器用于隔離接地信號源與電源,確保測量準(zhǔn)確性。軟件支持恒定振幅和振幅自定義掃描,提高測量信噪比(SNR)。
電源抑制比(PSRR):PSRR表示電源防止輸入交流噪聲出現(xiàn)在直流輸出上的能力。通過施加掃描正弦激勵(lì)到電源輸入端,使用直流+交流網(wǎng)絡(luò)求和裝置(如Picotest J2120A線路注入器)進(jìn)行測量。4/5/6-PWR軟件自動(dòng)掃描并計(jì)算每個(gè)頻率的衰減比,繪制PSRR圖。
阻抗測量
分析配電網(wǎng)絡(luò)(PDN)的阻抗有助于確定系統(tǒng)內(nèi)噪聲的影響。阻抗測量通常使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)執(zhí)行,但典型VNA無法在低頻下測量或測量低阻抗值?;谑静ㄆ鞯南到y(tǒng)可以測量低至1Hz的頻率,并在掃描過程中同時(shí)顯示輸入和輸出信號,便于觀察時(shí)域變化。使用Picotest J2113A差動(dòng)式放大器變壓器隔離接地示波器與DUT,50Ω功率分配器將信號從函數(shù)發(fā)生器發(fā)送到DUT和示波器通道。
輸出分析
紋波測量:紋波是疊加到電源DC輸出上的AC電壓。4/5/6-PWR軟件能夠區(qū)分并測量工頻紋波和開關(guān)紋波。工頻紋波與工頻頻率相關(guān),開關(guān)紋波則與開關(guān)頻率相關(guān)。使用差分探頭連接系統(tǒng)輸出,配置測量參數(shù)(如輸入耦合模式、帶寬限制和采集模式),軟件自動(dòng)顯示峰峰值和RMS紋波值。
效率測量:高效率是電源產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵。4/5/6-PWR軟件支持測量AC-DC、AC-AC、DC-DC、DC-AC等功率轉(zhuǎn)換產(chǎn)品的效率。對于擁有最多3個(gè)輸出的功率產(chǎn)品,軟件可同時(shí)測試整個(gè)系統(tǒng)的效率。通過測量或仿真輸入和輸出的電壓和電流,軟件自動(dòng)計(jì)算并顯示各種效率和總效率。
導(dǎo)通與關(guān)斷時(shí)間測量
導(dǎo)通時(shí)間:指施加輸入電壓后達(dá)到電源輸出電壓所需的時(shí)間。使用一個(gè)通道測量輸入,剩余通道測量輸出,可在一次采集中測量多個(gè)電源軌。
關(guān)斷時(shí)間:指移除輸入電壓后使電源輸出電壓接近于零所需的時(shí)間。交流-直流和直流-直流導(dǎo)通時(shí)間測量技術(shù)可擴(kuò)展至驗(yàn)證多路輸出電源的通電和斷電順序,確保最終產(chǎn)品可靠運(yùn)作。
報(bào)告生成
數(shù)據(jù)采集、歸檔和文檔管理是設(shè)計(jì)和開發(fā)過程中的必要任務(wù)。4/5/6-PWR配有報(bào)告生成工具,可輕松編制測量結(jié)果文檔。通過示波器的“Save as”功能,生成并顯示指定布局的報(bào)告成品,支持.MHT或PDF格式保存。
泰克4系列B MSO示波器結(jié)合4/5/6-PWR應(yīng)用,使工程師能夠快速進(jìn)行準(zhǔn)確、可重復(fù)的測量,大大縮短設(shè)置時(shí)間,無需手動(dòng)計(jì)算,提高了工作效率。通過截圖和報(bào)告功能,工程師可以輕松提供完整的文檔,支持設(shè)計(jì)和驗(yàn)證過程。
技術(shù)支持