儀器儀表商情網(wǎng) 技術(shù)分析 在大多數(shù)現(xiàn)代系統(tǒng)中，流行的電源測(cè)量通常情況是指開關(guān)電源的測(cè)量。開關(guān)電源（Switching Mode Power Supply，常常簡(jiǎn)化為 SMPS），是一種高頻電能轉(zhuǎn)換裝置。其功能是將電壓透過不同形式的架構(gòu)轉(zhuǎn)換為用戶端所需求的電壓或電流。
典型 SMPS 的電源信號(hào)路徑包括無源元件、有源元件和磁性元件。SMPS最大限度地減少了有損耗的元件的使用量，如電阻器和線性模式晶體管，重點(diǎn)采用（在理想條件下）沒有損耗的元件，如開關(guān)式晶體管、電容器和磁性元件。其主要構(gòu)成如下圖所示。
1、輸入端分析：主要涉及電源質(zhì)量相關(guān)（有功功率，無功功率，視在功率等）， IEC61000-3-2標(biāo)準(zhǔn)（電流諧波），沖擊電流等測(cè)量。
2、輸出端分析：主要涉及紋波和噪聲測(cè)量，開關(guān)穩(wěn)定時(shí)間，以及瞬態(tài)分析
3、開關(guān)元件分析：涉及開關(guān)功耗， 安全工作區(qū)，動(dòng)態(tài)開點(diǎn)電阻，dv/dt，di/dt 等分析。
4、磁性元件分析：涉及磁性損耗，B -H 曲線分析，電感系數(shù)計(jì)算等。
5、調(diào)制分析：主要對(duì) PWM 相關(guān)波形進(jìn)行測(cè)量和分析。
6、開關(guān)電源的轉(zhuǎn)換效率：主要計(jì)算輸出端的功率和輸入端的功率比。
ZDS2024Plus示波器免費(fèi)標(biāo)配了以上多種專業(yè)電源測(cè)試功能（Analyze鍵），來對(duì)電源（開關(guān)電源）進(jìn)行相關(guān)測(cè)試，提高電源開發(fā)人員的工作效率，方便對(duì)電源模塊進(jìn)行測(cè)試，節(jié)省研發(fā)時(shí)間。本文將針對(duì)大家最關(guān)注的三個(gè)點(diǎn)，電源質(zhì)量、紋波和噪聲、效率分析來作一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。
一、諧波分析
諧波分析主要用于檢定工頻電源與其使用環(huán)境之間的交互情況。每種電源都對(duì)饋電的輸入電源（一般是市政電源）有一定影響。為確定插入電源的影響，必須直接在輸入電源線上測(cè)量電源電壓和電流參數(shù)。開關(guān)電源給電源帶來了非線性負(fù)載。因此，電壓波形和電流波形并不是完全相同。輸入周期的某個(gè)部分會(huì)吸收電流，在輸入電流波形上產(chǎn)生諧波。
二、紋波和噪聲
紋波主要指輸出的直流中的交流成分。電路的頻率和開關(guān)的頻率都有可能產(chǎn)生紋波。一些設(shè)備中對(duì)這些紋波非常敏感，所以必須對(duì)電源輸出的紋波進(jìn)行測(cè)量，一般紋波大小為mV，采用 peak-to-peak。紋波測(cè)量方法是將交流耦合的采樣數(shù)據(jù)通過 4 階巴特沃茲低通濾波器，濾除高頻成分得到紋波的主要成分，包括頻率和幅值。
在參數(shù)配置中調(diào)節(jié)截止頻率， 同時(shí)可以看到紫色的波形為濾除高頻噪聲后的紋波。 濾除后的測(cè)量結(jié)果顯示在示波器左下角的表格中。圖為某開關(guān)電源在額定輸出時(shí)的紋波大小為325ppm，其主要成分是356Hz。
功率分析模塊，主要計(jì)算輸入端和輸出端的功率，以此來估算電源模塊的轉(zhuǎn)換效率。主要計(jì)算的項(xiàng)有：輸入\輸出端電壓有效值、輸入\輸出端電流有效值、輸入\輸出端有功功率、轉(zhuǎn)換效率。通過此項(xiàng)功能，可以方便的測(cè)量出電源的轉(zhuǎn)換效率。
上位機(jī)Power Analyze電源測(cè)試分析軟件可以通過以太網(wǎng)連接示波器，可以在PC端完成對(duì)電源的測(cè)試，支持波形和報(bào)表導(dǎo)出。電源分析軟件分為操作菜單、測(cè)試功能區(qū)、波形顯示區(qū)、測(cè)試結(jié)果顯示區(qū)四個(gè)部分，下圖為電源紋波測(cè)試。
