在實際的應用中,工程師們經常遇到需要進行功率測量的場景,除卻專門的功率分析儀可以完成測量之外,日常使用的示波器也能為其所用。
理論來說,功率等于電壓乘以電流,而示波器是電壓響應儀器,如何來進行功率分析呢?示波器配備電流探頭后,通過電流探頭把電流信號轉換成電壓信號,即可達到測量電流的目的,因此示波器可以測量功率。
首先讓我們明確示波器功率分析能做到哪些功能:
1.分析整體諧波失真、有效功率、視在功率、功率因素、波峰因素
2.根據IEC61000-3-2標準進行電流諧波測試
3.測量開關設備的開關損耗和導通損耗。
4.分析電流和電壓的轉換速率dl/dt和dV/dt
5.自動設置示波器紋波測量
6.對脈沖寬度調制進行分析
從傳統的模擬型電源到高效的開關電源,電源的種類和大小千差萬別。它們都要面對復雜、動態的工作環境。設備負載和需求可能在瞬間發生很大變化。即使是“日用的”開關電源,也要能夠承受遠遠超過其平均工作電平的瞬間峰值。設計電源或系統中要使用電源的工程師需要了解在靜態條件以及最差條件下電源的工作情況。
過去,要描述電源的行為特征,就意味著要使用數字萬用表測量靜態電流和電壓,并用計算器或PC進行艱苦的計算。今天,大多數工程師轉而將示波器作為他們的電源測量平臺?,F代示波器可以配備集成的電源測量和分析軟件,簡化了設置,并使得動態測量更為容易。用戶可以定制關鍵參數、自動計算,并能在數秒鐘內看到結果,而不只是原始數據。
電源設計問題及其測量需求
理想情況下,每部電源都應該像為它設計的數學模型那樣地工作。但在現實世界中,元器件是有缺陷的,負載會變化,供電電源可能失真,環境變化會改變性能。而且,不斷變化的性能和成本要求也使電源設計更加復雜。考慮這些問題:
電源在額定功率之外能維持多少瓦的功率?能持續多長時間?電源散發多少熱量?過熱時會怎樣?它需要多少冷卻氣流?負載電流大幅增加時會怎樣?設備能保持額定輸出電壓嗎?電源如何應對輸出端的短路?電源的輸入電壓變化時會怎樣?
設計人員需要研制占用空間更少、降低熱量、縮減制造成本、滿足更嚴格的EMI/EMC標準的電源。只有一套嚴格的測量體系才能讓工程師達到這些目標。