開關(guān)電路的特點(diǎn)：
電源行業(yè)的發(fā)展趨勢：節(jié)能環(huán)保、高可靠性和低噪聲污染。對應(yīng)這三大要求，具體到開關(guān)電源的開發(fā)，需要解決幾個(gè)問題：減少開關(guān)損耗、提高可靠性(確認(rèn)SOA)和EMC(抑制諧波電流和減少噪聲)，所以必須在以下幾個(gè)方面卯足勁，追求更高境界：
高轉(zhuǎn)換率：
即使在負(fù)載變化、波形畸變等條件下仍然能夠?qū)崿F(xiàn)高效的能量轉(zhuǎn)換。
高穩(wěn)定性：
在負(fù)載、輸入電壓和溫度等變化時(shí)、開關(guān)電源仍能夠穩(wěn)定的工作；具有較強(qiáng)的抗外界干擾的能力。
抑制諧波的能力
低功耗：
不僅是在正常的工作狀態(tài)下要求功耗低，而且在待機(jī)狀態(tài)下也應(yīng)該有較低的功耗，例如PC、家電等電氣設(shè)備。
更低的成本：
不斷優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，降低制造成本和使用成本。
DLM系列電源分析功能：
針對電源行業(yè)的這些開發(fā)需求，橫河DLM系列混合信號示波器具備特別合適的功能選項(xiàng)，堪稱為電源行業(yè)工程師量身打造：
§ SWLoss：開關(guān)損耗分析
§ SOA：安全工作區(qū)分析
§ Harmonics：諧波分析
§ I2t：焦耳積分
§ PowerMeasurement：功率測量
開關(guān)損耗測量：
來看看DLM系列混合信號示波器做上述相關(guān)性能測試的一些實(shí)例演示：
• 分析結(jié)果可以表示為各個(gè)分析區(qū)間的損耗的測定周期(Wp)、單位時(shí)間的損耗(P)。
• 每單位時(shí)間的損失(P)分別對應(yīng)上述的損耗(Wp)的TurnOn、On、TurnOff、Total，以多個(gè)周期時(shí)間Tc除去損耗，求每單位時(shí)間的損耗。
濾波器的應(yīng)用——運(yùn)算濾波
o 高通與低通濾波器
o 可設(shè)定一階、二階濾波運(yùn)算
o 任意設(shè)置截止頻率（最低0.01Hz）
應(yīng)力波形疊加-歷史統(tǒng)計(jì)功能
工程師做器件應(yīng)力測試時(shí)，需要在隨時(shí)調(diào)整負(fù)載的情況下，同時(shí)不斷調(diào)高示波器的觸發(fā)電平，以捕捉不斷升高的Vds和Id。利用示波器的歷史存儲(chǔ)功能，無需隨時(shí)調(diào)整觸發(fā)電平，示波器可以自動(dòng)將已觸發(fā)的波形保留在歷史內(nèi)存中。
后續(xù)分析數(shù)據(jù)時(shí)，工程師只需打開歷史功能菜單，將所有的開關(guān)波形疊加顯示后，能夠清楚地觀測到最高的尖峰；使用歷史統(tǒng)計(jì)功能，可以一次性將每一屏的Max、Min等數(shù)據(jù)自動(dòng)測量統(tǒng)計(jì)，并以列表方式顯示，方便工程師迅速查詢到最大應(yīng)力水平。在保存波形數(shù)據(jù)時(shí)，選擇保存歷史存儲(chǔ)波形，可以將不用工況下應(yīng)力測試數(shù)據(jù)保存在一個(gè)文件里面，方便后期分析查找。
驅(qū)動(dòng)信號Vgs測試時(shí)的共摸干擾問題
觀測驅(qū)動(dòng)信號Vgs波形時(shí)，由于高端臂共摸電壓較高，共摸干擾會(huì)影響Vgs真實(shí)波形的觀測。嚴(yán)重的情況下，會(huì)導(dǎo)致測試的Vgs超標(biāo)，測試無法通過。我們可以通過如下方法檢測高臂端共摸干擾情況：將差分探頭的+/-端子連接到Vs端子上之后，便可以得知CMRR的影響。CMRR的影響會(huì)表現(xiàn)在高臂端。
為了抑制高臂端(S極)的共摸干擾，建議盡量采用更高共摸抑制比(CMRR)的差分探頭。
作為完成的電源測試解決方案，除了DLM系列混合信號示波器，橫河WT系列功率分析儀在能效測試方面提供強(qiáng)有力的支持。以下是電源開發(fā)中能效方面的幾個(gè)應(yīng)用：
電源能效測試
能效是衡量電源性能很重要的指標(biāo)，高效，高頻，低能耗，安全，智能，微型化是電源技術(shù)發(fā)展的大趨勢。
電源能效測試標(biāo)準(zhǔn)：
IEC62301、SPECpoewer、歐洲能源之星、美國能源署80PLUS等標(biāo)準(zhǔn)中對測量設(shè)備的功率測量精度有明確要求。
以IEC62301為例，用于測量低于0.5W待機(jī)功耗的儀器要求功率測量不確定度至少優(yōu)于0.01W。在測量待機(jī)功率時(shí)，需要測量設(shè)備在5mA的量程時(shí)可以測量到量程1%的有效輸入，支持0.05mA或更小的測量，并且對于測試中要求的平均有功功率可以通過自定義公式的功能來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)IEC62301標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定使用特殊算法，計(jì)算被測設(shè)備的功率穩(wěn)定性。功耗測量軟件可以收集功率計(jì)的所有測量數(shù)據(jù)，不但包括電壓、電流、功率和頻率，還包括AC電源的總諧波失真(THD)和峰值因數(shù)(CF)。
能效測試項(xiàng)目：
電壓、電流、功率、功率因數(shù)、諧波、電能以及效率等。
待機(jī)功耗測量
常見的待機(jī)功耗測量錯(cuò)誤：
• 測量電流?。ê涟布墸徽?dāng)?shù)慕泳€引入回路誤差。
錯(cuò)誤：電流表外接：引入電壓表分流正確：電流表內(nèi)接直接測量負(fù)載電流
正確的做法是將電流測量回路連到近負(fù)載一側(cè)。電壓測量回路測得負(fù)載電壓eL和電流測量回路的電壓eI之和，誤差僅為eI。2A輸入單元和30A輸入單元的電流測量回路的輸入阻抗分別約為500mΩ和5.5mΩ。例如，負(fù)載阻抗為1kΩ時(shí)，對2A輸入單元測量精度的影響約為0.05%(500mΩ/1kΩ)，對30A輸入單元測量精度的影響約為0.00055%(5.5mΩ/1kΩ)(WT3000例）。
• 高電位電流輸入端子引起雜散電容，引入電流誤差。
正確的操作是將WT3000的電流輸入端子連到靠近電源(SOURCE)GND電位的一端，可以降低雜散電容對測量精度的影響。WT3000的內(nèi)部構(gòu)造（如下圖所示）電壓測量回路和電流測量回路各自被屏蔽盒包圍后放入外部機(jī)箱。電壓測量回路和電流測量回路的屏蔽盒分別連到電壓輸入端子和電流輸入端子的±端。因?yàn)橥獠繖C(jī)箱與屏蔽盒絕緣，所以存在雜散電容Cs。Cs約為100pF。而誤差正是由該雜散電容產(chǎn)生的電流形成的。
平均有功功率測量
待機(jī)功耗測試時(shí)，如果有功波動(dòng)較大，可以采用AVG平均或者積分功率平均。
建議采用積分平均有功功率，因?yàn)榇龣C(jī)功耗測量時(shí)，電流波動(dòng)較大，采用常規(guī)的平均方式，會(huì)有死區(qū)時(shí)間，而積分平均是對瞬時(shí)功率做連續(xù)積分，沒有死區(qū)時(shí)間，測量值更可靠。
直流功率的測量
看似簡單的直流功率測量，實(shí)際上有很多彎彎繞。
您是不是遇到過這些問題：
• 功率分析儀顯示的P≠UrmsxIrms？
• 測量直流功率時(shí)該用RMS模式還是DC模式？
• 直流沒有周期，同步源該如何設(shè)置？
• 直流測量時(shí)是否需要開濾波？開到多低？
如果是理想的直流電壓/電流，P=UxI，但實(shí)際的電壓或電流經(jīng)常會(huì)疊加交流成分（尤其是電流），功率計(jì)的有效值是按總波計(jì)算，RMS值包含了直流成分和交流成分，導(dǎo)致RMS值大于直流分量。在電池供電或者直流源供電時(shí)，Urms=Udc而Irms>Idc，交流分量只存在于直流電流中，因此此時(shí)的有功功率=UdcxIdc或者有功功率=Pdc<UrmsxIrms。
直流信號脈動(dòng)時(shí)，如果脈動(dòng)電平大于等于頻率檢測回路的檢測電平且可以正確穩(wěn)定地測量出周期，就有可能正確地測量直流。如果一個(gè)較大交流信號疊加在直流信號上，可以采用檢測交流信號的周期再執(zhí)行平均的方法，實(shí)現(xiàn)更加穩(wěn)定的測量。
此外，如果直流信號上帶微小變動(dòng)的脈沖噪聲穿過過零電平，該點(diǎn)被檢測為過零，結(jié)果，區(qū)間內(nèi)的采樣數(shù)據(jù)被平均，電壓和電流等測量值也有可能不穩(wěn)定。如果此時(shí)同步源設(shè)為None，可以防止此類誤檢測的發(fā)生，數(shù)據(jù)更新周期不設(shè)置為自動(dòng)時(shí)，同步源None，數(shù)據(jù)更新周期內(nèi)所有采樣數(shù)據(jù)全部做平均運(yùn)算。
除了示波器和功率分析儀，橫河的電源測試解決方案中還包含其他豐富功能的測試儀器。尤其對于電源的可靠性和抗干擾能力，橫河GP系列的無紙記錄儀將發(fā)揮必不可少的作用。
溫升測試的干擾
電源行業(yè)溫升測試的難點(diǎn)在于：
§ 熱電偶產(chǎn)生的熱電勢信號非常微小。
§ 隨著變頻器的普及，測試環(huán)境變得越來越惡劣。
抑制干擾的對策：
1. 使用高共摸抑制比、高串模抑制比、高共模耐壓測試設(shè)備。
2. 測試電路與內(nèi)部電路的絕緣方式（光電耦合絕緣最佳）。
3. 采用積分型A/D,在對模擬量進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時(shí)，先對模擬信號進(jìn)行積分運(yùn)算。
4. 針對不同工頻干擾頻率，設(shè)定合適測量周期。
5. 同時(shí)使用一階低通濾波與A/D積分的方式。
6. 區(qū)別于常規(guī)掃描型模塊，獨(dú)立A/D測試模塊能有效去除通道切換造成的影響。
7. 熱電偶前端與被測點(diǎn)絕緣能有效抑制共摸干擾。
8. 熱電偶線采用雙絞屏蔽線、采用電磁屏蔽措施。
9. 使用溫度變送器（4mA-20mA輸出）、外置濾波電容等。
運(yùn)用上述方法尤其要注意一點(diǎn)：測試電路與記錄儀內(nèi)部電路之間，通過光電耦合絕緣，可以大幅度減低從傳感器來的共模干擾，即使不慎在傳感器上加了高壓，也不至破壞記錄儀,或?qū)Σ僮魅藛T造成傷害！
此外還需注意：如果干擾信號頻率和A/D積分周期不匹配，干擾影響無法只通過“積分”去除，可同時(shí)使用A/D積分和干擾濾波去除干擾影響。
干擾問題往往很難一下拿出明確解決方案，要根據(jù)干擾的種類對癥下藥，因此分析干擾的成因和進(jìn)行多種經(jīng)驗(yàn)性嘗試都是很重要的。
以上內(nèi)容是上周橫河大學(xué)直播課的內(nèi)容摘要，如果需要系統(tǒng)深入地掌握更多測試前沿技能，歡迎關(guān)注橫河大學(xué)的系列講座！
星空人工智能技術(shù)網(wǎng) 倡導(dǎo)尊重與保護(hù)知識產(chǎn)權(quán)。如發(fā)現(xiàn)本站文章存在版權(quán)等問題，煩請30天內(nèi)提供版權(quán)疑問、身份證明、版權(quán)證明、聯(lián)系方式等發(fā)郵件至1851688011@qq.com我們將及時(shí)溝通與處理。?。?a href="/">首頁 > 星空人工智能產(chǎn)業(yè) > 智能物聯(lián) » 橫河測試測量12月11日由橫河測試專家陳博專題講座的內(nèi)容摘要