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開關電源是當前電子信息飛速發展不可或缺的電源方式之一。開關電源以其功耗小、效率高、節能效果顯著的優勢，廣泛應用于各種消費類電子以及各類供電系統當中，成為一種主流的電源產品。

測試需求

開關電源集成化是電源未來發展的主要趨勢，這也就意味著功率密度將會越來越大，對工藝要求也會越來越高，在半導體器件和磁性材料沒有新的突破之前，技術創新的重點將集中在如何提高開關電源的效率和減小重量上。

典型開關式電源的效率可能約為87%，也就是會有13%的輸入功率在電源內部耗散，主要表現以廢熱的形式。在這些損耗中，很大一部分耗散在開關器件，通常是MOSFETs或IGBTs，而開關器件最主要損耗便是：開通損耗和關斷損耗。

測試原理及方法

在理想情況下，開關器件像照明開關一樣要么“開”、要么“關”，并在這兩種狀態之間瞬時切換。在“開”的狀態下，開關的阻抗是零，開關中沒有功率耗散，而不管有多少電流流經開關。在“關”的狀態下，開關的阻抗是無窮大，流經的電流是零，因此也沒有功率耗散。

在實際中，某些功率是在“常開”（傳導）的狀態過程中耗散的；還有一些功率損耗，是在“開”和“關”（關閉）轉換、在“關”和“開”（打開）轉換期間耗散的，通常后者比前者明顯要高得多。

圖1

之所以出現這些不理想的情況，是因為電路中存在著寄生參數。如圖1所示，柵極上的寄生電容會降慢器件的開關速度，延長打開時間和關閉時間。在漏極電流流動時，MOSFET漏極和源極之間的寄生電阻都會耗散功率。

示波器測試開關損耗的原始辦法：需要工程師手動設置選通，并添加數學公式，這樣便會導致不同工程師略微不同的設置方法引起不同的測試結果。為了避免人工誤差，現流行使用軟件進行自動測量。

示波器測試開關損耗的新方案：泰克的POWER高級功率測量和分析軟件為開關損耗測量提供了定制化自動設置功能，并且符合 IEC60747-8 和 IEC60747-9 的測試方法，告別復雜設置，現在只需按一個按鈕，就可以執行全套開關損耗功率和能量測量。

軟件中可以選擇算法模型，支持MOSFET和BJT/IGBT算法；電源類型支持SMPS、PFC和Flyback；可以使用自動幅度和上升時間測量，確定信號的幅度，設置10% 和90% 幅度時的測量門限值，然后測量信號的上升時間。此外，在復雜的信號中，可以使用光標選通功能，把測量重點放在波形的特定部分。然后把幅度乘以80%，除以上升時間指標，計算得出轉換速率。還支持繪制出軌跡圖，方便設計工程師對其進行分析優化。這一款軟件可以極大提高工作效率，縮短項目工期，并減少人為誤差，是當前很多開關電源設計工程師的新寵。

POWER高級功率測量和分析軟件能夠覆蓋電源設計全流程測試，從電源的輸入到輸出，再到功率級和環路分析，都可以在一臺示波器上實現半自動化測試，具體POWER內容可查看《使用5-PWR應用軟件進行電源測量和分析》應用指南。

測試方案

示波器：泰克MSO4/5/6系示波器

軟件：Power高級功率測量和分析軟件

軟件界面

探頭：TDP10001GHz差分探頭、THCP0200/THDP0100高壓差分探頭、TCP0030A120MHzAC/DC電流探頭。

高帶寬差分探頭高壓差分探頭交直流電流探頭

關鍵字：測試案例示波器自動化測量電源開關損耗引用地址：【測試案例分享】使用示波器自動化測量電源開關損耗

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