电源丈量小贴士，第1篇（共10篇）：元器材挑选和特性剖析
编者按：电源规划人员的需求正变得越来越高，他们面临着巨大的压力，需求改进功率，降低本钱，缩短产品开发周期。电源规划是一项杂乱的作业，这一进程有许多校验点。在这组博文中，咱们将向您介绍10个规划阶段中每个规划阶段的测验要求，并给出小贴士，让您的测验更高效，让您的日子更轻松。
在任何电源规划中，第一步都要挑选元器材。出色的电源规划离不开电源元器材及操控芯片。考虑到全部选项，为最优规划挑选恰当的电源元器材或许会有点费事。缩小规模，找到恰当的元器材，自身就十分繁琐。各个制造商的产品技术材料供给了与元器材功用有关的一手材料，但并不能保证在给定规划中供给最优操作。在确认规划前，必需剖析选定元器材在特定运用中的特性，这能够显着节省时刻，削减问题。
某些要害电源元器材，如MOSFETs和IGBTs，应根据要害参数进行挑选，如额外电压和电流、开机时刻和封闭时刻、输入和输出电容、开点状况电阻和闭点状况特色。
制造商产品技术材料最重要的细节之一或许是安全作业区(SOA)图。应采纳相应措施，了解在不同电压和电流参数下的这一特色。问题是，制造商供给的大多数SOA图并没有供给完好的画面，由于这些图只在25°C下有用。仅根据这些数据会给完结和规划带来严重危险，特别是热量规划。必需在实践环境中剖析部件特色，在这些环境中，电源元器材很少坚持在抱负的环境温度之下。
规划的这个阶段没有原型，很难仿真估计的额外电流和电压。处理这个问题的最好方法是运用源丈量单元，它能够驱动几十安培的电流，生成能够丈量的电压。这有助于为运用取得实践I-V特色。能够运用相同的设备，丈量开点状况特色的小的差异，如栅极阈值电压、增益和开点电阻。相同，对低电流闭点状况丈量，如走漏电流，能够运用仪器，供给高电压，生成能够丈量的电流。
对击穿电压，保证供给的电压是器材作业电压的几倍，以便丈量击穿电压。在简略的两端子器材或比较杂乱的三四端子晶体管上丈量器材电容相对于电压联系时，必定要运用能够测验器材DC作业电压整个规模的电容丈量体系。留意，传统LCR外表会告知你电容，但不是在整个作业电压中。
吉时利源丈量单元能够作为四合一仪器：电压/电流源、电压/电流表、扫描剖析仪、函数产生器，为这类测验供给了完美的处理计划。源表还包含可编程负载，能够丈量元器材上的I-V特色，从几µV到3 KV，从几fA到100 A。一个很好的插件是IVy运用，能够从Google Play下载，适用于安卓智能手机或平板电脑，您能够在元器材上无缝履行电压-电压(I-V)特性剖析。
IVy运用能够从Google Play中为安卓设备免费下载，能够方便地检查元器材上的I-V特色。这是一个研讨会链接，咱们的专家介绍了怎样剖析和验证功率半导体的功用。
一旦挑选元器材，规划出原型，那么需求开机。在这一系列博文的下一篇博文中，咱们将调查低压DC电路开机测验，并供给多种小贴士，保证您能够精确地评价规划的功用。
电源丈量小贴士, Part 2 of 10: 低压DC电路开机测验
运用吉时利DMM 7510检查电压和纹波，保证满意规范。
原型制造是规划中比较激动人心的进程之一。在这个阶段，在抱负情况下，您现已看到规划愿景就要变成实践，假如全部能够照计划进行的话。或许会呈现许多问题，如电路板布线、焊点、元器材贴装和寄生%&&&&&%等，因而在测验原型电源时，最好要审慎。
这是一种常见作法，但仍需指出的是，应运用数字万用表检查全部输入和输出阶段是否有短路。相同，还要检查电路板上全部要害功率点，保证电路不会非故意短路。应尽或许把低压模仿电路和数字电路阻隔成多个子电路，这在产生问题时有助于调试问题及操控丢失。
电路板很或许至少有一个辅佐电源。下一步是阻隔这个电源，在有负载和没负载的情况下测验输出。这有助于剖析电源自身的特性，协助阻隔存在的任何问题。能够运用精细万用表检查电压和纹波，如DMM 7510 (如上图所示)，保证全部目标都满意规范。DMM7510的图形界面也能够协助您在屏幕上调查高频纹波。假如您想进一步了解纹波丈量，这儿的运用攻略为您介绍了具体的丈量进程。
在阻隔电源的一起，应检查机载电源供电的全部低压电路。应运用阻隔DC电源，如吉时利2280S，为各个低压子电路供电，而不是运用机载电源。这将有助于阻隔与各个子电路有关的问题。
机载电源偶然有多个输出，您能够运用具有多条阻隔通道的DC电源。能够运用DC电源，一起显现编程设置和实践被测输出。您能够检查DC阶段是否吸收太多的电流。另一个选项是在电源和被测器材之间衔接一台DMM，如DMM 7510，亲近监测吸收电流和功耗。在这个阶段，您还应根据需求测验每便条电路的待机电流和状况电流。吉时利2280S精细丈量电源供给了10 nA分辨率和0.05%精度，能够协助您在现代高效规划中进行超低电流测验。
Keithley 2280电源能够协助您完结超低电流测验。
最终，假如您需求为被测体系供给精细电压，能够考虑运用4线长途传感台式电源。这种设备能够消除台式电源与被测体系之间的导线中的任何电压跌落产生的影响。
鄙人一篇博文中，咱们将调查高压AC电路开机。
电源丈量小贴士, Part 3 of 10: 高压AC电路开机测验
本系列博文覆盖了电源测验的全程，在本篇博文中，咱们将介绍第一次遇到高电压时进行原型测验的各个进程。此外，咱们将为您引荐完结这些使命所需的最佳仪器。
在第一次开机进程中，咱们先把高压阶段与低压阶段离隔。咱们主张运用具有限流功用的AC电源。一旦挑选了AC电源，先从规划的最低AC电压下手，这是一个要害进程，有助于削减严重熔断危险，如焊接不良、拼装差或PCB规划过错等潜在问题导致的熔断。
现在开端丈量AC输入电压和电流。咱们主张运用相应等级的差分探头和电流探头。假如您运用钳夹电流探头丈量未负载体系吸收的低AC输入电流，实践上您会进步探头看到的电流。为此，把线路导体简略地屡次循环经过钳夹。记住，要把电流读数除以圈数。
现在预备安排妥当，被测器材行将通电。但在通电前，应在AC输入上运用示波器或功率剖析仪，并启用记载功用，保证捕获涌入电流和瞬态事情。咱们主张运用PA1000功率剖析仪，这是为快速、高效、精确地丈量功耗而优化的。这台功率剖析仪还供给了涌入电流形式，测验电流涌入期间的峰值。
功率剖析仪，如PA1000，能够简洁地完结AC电路开机测验。
假如您想记载发动电流，能够运用具有接连记载功用的功率剖析仪。在开机进程中产生灾难性毛病时，这有助于保存数据，因而咱们激烈引荐这种作法。
需求更多的洞察力？能够运用DPOPWR示波器软件，其供给了全面功率剖析套件，能够协助您在开机进程中丈量和调试输入AC功率参数。
这是运用DPOPWR或MSO5000B示波器进行AC功率剖析的实例。
一旦检查了各个项目，现在能够启用低压操控电路，全面了解相关信息。
敬请重视后续博文，了解检查操控逻辑有关的各个进程。
电源丈量小贴士, Part 4 of 10: 数字和模仿操控电路调试
在这篇博文中，咱们将向您介绍检查电源规划操控逻辑的基础知识。
毋庸置疑，这是规划最重要、也是最杂乱的部分。在这个阶段，您将履行测验，以便取得正确补偿、电压、守时和频响，具体使命包含：
• 在开机进程中丈量开关器材驱动设备上的调制信号，查验不同负载下开关频率、脉宽和占空比是否正确
• 经过运用操控环路中的宽带变压器注入扫频信号，检查环路频响
• 运用频响剖析仪，丈量电路的增益和相位
在这个时分，必需监测输入电压和输出电路及反应或操控信号。这有助于保证环路呼应(如临界阻尼)，而这正是输入电压和输出负载改变期间您所预期的东西。
为查验电路操作，如软发动、短路维护、关断和电流折回，您需求监测输入电压和输出电压及操控信号。
对数控电压，您需求捕获模仿信号、数字信号和串行总线操控信号的时刻相关视图。您能够检查体系操作，保证体系正确运转。
对这些使命，必定要调查DPOPWR高档功率丈量和剖析软件，其把泰克根据Windows的示波器转化成完善的调试和剖析东西。这个软件能够为多项丈量装备自定义设置。您还能够丈量和剖析开关器材中的功耗，剖析磁性参数，全部这全部都从一次采会集取得。
一旦全面调试规划的操控逻辑，应检查电源阶段的开关特色。鄙人一篇博文中，咱们将介绍怎样检查电源阶段的开关特色。如需进一步了解DPOPWR软件，请参阅：http://www.tek.com/datasheet/dpopwr-datasheet-0。
电源丈量小贴士, Part 5 of 10: 测验功率阶段开关特色
在这篇博文中，咱们将介绍在无负载、标称负载和全负载条件下测验开关特色的各个进程。
在开端前，应保证全部开关的发动、封闭、占空比和死区时刻都契合预期，如MOSFETs和IGBTs。泰克示波器包含一种高分辨率形式，从根本上进步了笔直分辨率，因而能够运用最高精度核算发动和封闭时刻。
虽然电源的简直全部组件都会产生能量损耗，但绝大部分损耗产生在开关晶体管从封闭状况转化到翻开状况（或反之）的时分。运用全部开关周期的发动损耗和封闭损耗的轨道图(在DPOPWR软件中供给)，能够愈加全面地了解开关损耗，如下图所示。
开关/封闭轨道图。
这时，要检查全部 VGS 信号的噪声和磕碰。这是一个重要进程，由于这个端子上任何非估计的毛刺都或许会导致不想要的发动和击穿。为保证不或许呈现击穿，应检查同步整流器或H桥接器的死区时刻。
然后，查验门驱动器和相关仪器之间的守时联系，保证其与规划的核算成果相符。
为安全地丈量非参阅地电平的信号，咱们主张运用相应额外电压的差分探头。必定不要起浮示波器，由于其会导致欠好的成果。您能够考虑TDP1000、TDP0500或P6251高压差分探头，具体视运用而定。每种探头都完结了高速宽带收集和丈量功用，供给了出色的电气功用、通用被测器材衔接，并且都运用方便。
毫无疑问，很难丈量起浮门信号。咱们主张在门驱动器输入上勘探信号，这样您能够查验顶部FET与底部FET之间的死区时刻。
在最低电压转化速率上丈量电流也能够协助您最大极限地削减串扰，改进精度。
如需了解开关损耗和传导损耗测验要害，请参阅本系列博文中的第6篇博文。
开关损耗和传导损耗测验, Part 6 of 10
在电源测验系列的本篇博文中，咱们将介绍测验电源开关损耗和传导损耗的各个进程。
记住，经过电源开关和磁性器材的开关损耗和传导损耗对体系全体损耗有着巨大影响，正因如此，应尽或许精确地使这些损耗到达最小，这一点至关重要。
MSO5000B示波器丈量开关损耗和传导损耗的实例。
首要，记住不要单纯依靠产品技术材料，它们经常会产生误导，特别是在核算开关损耗和传导损耗时。此外，它们没有考虑作业条件和电路寄生信号，也没有供给完善的损耗信息。
在测验时，首要应检查整流器开关，如电路活动和负载时MOSFETs、IGBTs和磁性器材的损耗。由于大多数磁性器材选用定制规划，如开关器材，因而最好在作业状况下测验磁性器材。这一步能够正确剖析其特性。
MSO5000B上显现的磁性特性剖析。
在丈量开关损耗时，咱们引荐运用MS05000B示波器，并装备相应的电压探头和电流探头。为完结最好的精度和可重复性，在进行任何丈量前应先校对探头时延，为了保证确认周期内成果的精确性，应运用滤波功用和均匀功用。
在运用示波器丈量开关损耗时，先把电压乘以电流。然后取发动或封闭进程中得到的功率波形的中心值。当然，功率剖析软件能够大大简化这个进程，因而咱们激烈引荐运用功率剖析软件。
为动态测验磁性功率损耗和磁性特点，主张运用咱们的DPOPWR软件。这个软件供给了主动核算功用，在电路活动时，能够丈量高功率开关上的可重复开关损耗和传导损耗。
这是MSO5000B示波器丈量的磁性损耗实例。
在全部安排妥当后，您能够转向第7篇博文，其将介绍功率和规范测验。
检查电源目标: Part 7 of 10
在本篇电源测验博文中，咱们将介绍电源目标检查。在这个部分，您要保证规划满意功率规范和其他要求的规范，如线路和负载稳压、纹波、噪声、短路维护、瞬态呼应和功率。
首要检查负载稳压。咱们主张在规划的输入端子和输出端子上直接运用高精度DMM。然后，从最小值到最大值扫描负载。记住，十分重要的一点是在测验进程中使输入电压坚持安稳。现在，记载输出电压相对于负载的任何改变，确认负载安稳。
其次，检查线路稳压。能够运用相似的设置测验线路稳压，其间在安稳负载中丈量输出电压，一起从最小值到最大值扫描输入AC电压。这种测验对通用输入电源特别重要。
第三，检查全负载时的噪声和纹波。对这项使命，咱们引荐运用为高分辨率丈量优化的示波器或高精度图形采样万用表。示波器一般会供给更高的带宽，而万用表的精度则要更高。
图形采样DMM7510能够捕获快速瞬态事情和小纹波。
吉时利DMM7510图形采样万用表是一个优异的备选计划。这台仪器有一个18位1 MS/s数字化器，能够捕获快速瞬态信号和小纹波。一起，它能够在5英寸大型触摸屏界面上显现成果。
在进行规范检查时，必定要运用功率剖析仪记载功率，一起扫描全部作业条件下的输入电压和输出负载。咱们最新推出的PA3000多通道功率剖析仪供给了抱负的处理计划，它供给了0.04%精度和10mW待机功率功用，能够从无负载到全负载精确地进行功率和功率丈量。下图是AC-DC电源功率丈量的典型设置。
AC-DC电源功率丈量设置。
假如您计划运用示波器丈量低电平电压，如纹波，应使探头衰减到达最小(或许时选用1X或2X)。这将在示波器丈量中供给最好的信噪比。此外，在线路或负载稳压测验中，永久不要依靠AC电源或电子负载读数，而是应在电源端子上直接运用精细仪器。这将供给更好的丈量精度，最大极限地削减输入电缆和输出电缆中的电压暂降。
最终，假如您计划丈量高频噪声和纹波，应运用低电感接地绷簧探头适配器(或相似设备)。规范探头地线能够作为天线，从荧光灯和其他来历中捡拾环境噪声，或许会在读数中产生显着差错。
在第8篇博文中，咱们将评论电源线一致性测验。
电源丈量小贴士, Part 8 of 10: 电源线一致性测验
第一台原型应现已能够发动运转。现在应检查规划，保证其满意本地电源线规范。
在开端测验前，应该指出，大多数AC-DC电源都是为运用AC墙上插座而规划的。因而，它们需求满意严厉的功耗和功率质量规范，如IEC 62301待机功率和IEC 61000-3-2电流谐波规范。应一直在规划周期前期履行一致性测验，以协助您防止未来产生的问题。
鄙人面的视频中，泰克工程师Seshank Malap介绍了怎样运用泰克功率剖析仪丈量手机充电器的待机功率，以保证规划满意IEC 62301。必需留意，在丈量低的和失真的待机功率时，必需复核衔接。必定要保证衔接电流并联源侧的电压表通道，然后不会丈量经过电压表阻抗的电流。这一步十分要害，由于线序不正确或许会导致显着过错。
衔接市电的简直全部电气设备和电子设备，包含16A及以下的额外输入电流，都必须满意IEC 61000-3-2。鄙人面的视频中，Seshank演示了运用PA1000功率剖析仪及PWRVIEW软件在规范微波炉上履行谐波测验。
泰克为CE标志、动力之星、IEC待机和谐波规范供给了经济的预一致性测验处理计划。对预算有限的规划团队，PA1000功率剖析仪供给了抱负的处理计划。这台仪器具有20 uA电流丈量功用，能够丈量最低5 mW的待机功率。
泰克PA1000功率剖析仪
对一致性测验运用，泰克接续盒是必备东西，它为负载丈量和源侧丈量供给了两个不同的端子。此外，接续盒运用方便安全，能够取得精确的低功率读数，履行待机功率测验。
本系列博文共10篇，第9篇将调查EMI调试和预一致性测验。别的，对高效运用的多通道测验，欢迎品鉴咱们最新的PA3000功率剖析仪。
电源丈量小贴士, Part 9 of 10: EMI调试和预一致性测验
这一系列博文共10篇，本文是第9篇，将要点调查EMI和RFI 测验。由于测验难度和测验本钱，这个阶段经常被疏忽。可是，跟着规划期限的迫近，疏忽这个进程或许会导致意外事情和推迟。咱们激烈引荐在规划前期测验EMC问题，以防止不必要的电路板返工和延期。
因而，您能够运用频谱剖析仪和预先确认的EMI一致性测验模板，在去测验组织进行一致性测验之前找到这些厌烦的EMI问题。
泰克RSA306B 频谱剖析仪是一个优异的选项。这种经济的根据USB的仪器供给了实时频谱剖析功用，一起能够确认持续时刻很短的EMI突发。这台仪器的长记载时刻还能够捕获偶发突发。
运用RSA306B实时频谱剖析仪进行预一致性EMI扫描的实例。
为了敏捷找到EMI来历，咱们主张运用混合域示波器(MDO)，其间内置频谱剖析仪和近场探头。凭仗倍受信任的MDO和示意图，您能够简洁地丈量频谱峰值，找到根本原因。
在评测MDO时，其他仪器很难望MDO4000C的项背，由于它能够在一台仪器上一起检查规划的时域功用和频域功用。MDO4000C装备强壮的触发、查找和剖析东西，能够找到模仿和数字反常事情。经过这台仪器，您能够解码串行总线和波形，随时检查RF频谱。最终，仪器标配的SignalVu-PC软件能够对Wi-Fi和蓝牙无线信号履行全面剖析和调试。
运用MDO4000C示波器上的同步轨道和频谱轨道进行EMI调试的实例。
如需操作指引及了解怎样履行EMI测验和调试，能够下载有用EMI调试运用攻略。
在这一系列博文的最终一篇博文中，咱们将调查规划验证，协助您面向下一轮规划做好预备。
