示波器电源测试的步骤

过去大家习惯用万用表进行电源测试，如果测试参数很多的时候非常麻烦。而现在使用示波器提供了许多自动测量功能，可以使用这些功能简单实现幅度测量(幅度、高、低、最大值、最小值、RMS、峰到峰值、正/ 负过冲、平均值、周期平均值、周期RMS)、定时测量(周期、频率、上升/ 下降时间、正/ 负占空比、正/ 负脉宽、突发宽度、延迟、相位)、综合测量。在实践中，很多工程师对于利用示波器进行电源测试的要点并不是很清楚，这里零星总结一些步骤和要点供大家参考。(这里的陈述是根据本人所使用的泰克混合信号示波器MSO4000系列(MSO4034)以及泰克的探头配置，不同示波器和探头会有些差异)

选择示波器的几个要点

1. 记录长度及分析工具

对许多电源测量，必需捕获1/4 周期或1/2 周期(90度或180度)的工频信号，有些测量甚至要求捕获整个周期，这需要示波器具有足够的记录长度以满足要求(MSO4034记录深度为10M，一般的电源测试足够了)。

比长记录长度更重要的是提供能够利用所有这些数据的工具(如泰克的Wave Inspector)。否则处理几百万点的记录长度，也就是几千屏的信号活动无疑是大海捞针。

2.电压探头和电流探头之间的时滞

每只电压探头和电流探头都有自己的特性传播延迟。电流探头和电压探头之间的延迟差称为时滞，会导致幅度和定时测量不准确。在探头没有正确“校正时滞”时，测量精度会下降，如开关损耗。我所用的泰克TekVPI探头连接到泰克4000系列示波器时，它们会自动设置相应的时滞校正值，在电源测量中实现最大精度。

3. 探头偏置

差分探头一般会有较小的电压偏置。这会影响精度，在继续测量前必须消除这个电压偏置。大多数差分电压探头拥有内置的DC偏置调节控制功能，可以相对简单地消除偏置。

某些探头内置了自动消磁/自动清零程序，如在使用TekVPI探头时，只需在探头“comp”框上按一个按钮就可以了。

安全准确地测试电压波形和电流波形

在使用数字示波器进行电源测量时，必需测量设备中的电压及电流。要求使用两只不同的探头：一只电压探头 (通常是高压差分探头)，一只电流探头。

测量经过MOSFET的电流相对简单，可以使用许多不同的霍尔效应电流探头完成，如TCP0030。而测量电压则会面临更多的问题。MOSFET没有连接到交流电源接地或电路输出接地上。因此，不可能使用示波器进行接地参考电压测量，因为把探头的地线连接到任何MOSFET端子上都会使通过示波器接地的电路短路。

进行差分测量是测量MOSFET 电压的最佳方式。在差分测量中，可以测量漏极到源极电压，即MOSFET漏极和源极端子中的电压。漏极到源极电压可以位于几十伏到几百伏电压的顶部，具体视电源的范围而定。

测量瞬时功率

检定开关晶体管中的瞬时功耗是几乎每个电源设计项目的一部分。选择能够在最坏情况操作极限下经济可靠地运行的元件至关重要。某些厂家的电流和电压探测解决方案为这些测量提供了理想选择。除提供安全测量解决方案外，它们还提供了非常简便的时滞校正功能。自动设置相应的时滞校正值，在电源测量中实现最大精度。为电压波形和电流波形及以瓦特为单位的演算波形提供正确的标度和单位。下面用泰克4000系列示波器介绍测量的简单步骤：连接探头;按Autoset，示波器自动调节垂直设置、水平设置;触发设置，以查看波形;把演算波形定义为Ch1 * Ch2;打开Area测量，测量曲线下的面积(能量);光标读数表明瞬时功率。通过使用测量选通，我们可以把Area测量限制在特定区域，查看与MOSFET 的启动时间(Ton)和关闭(Toff)时间有关的功率损耗。