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    SDS2000在開關電源分析中的應用

    鉅大LARGE  |  點擊量:767次  |  2020年05月25日  

    電源是所有電子產品不可或缺的組成部分,電源分為開關電源、線性電源等類型,其中開關電源已經成為數字計算、網絡通信系統中電源的主流架構。開關電源的好壞關系到產品的整體性能。因此,在研發和生產測試中關于電源的精確分析顯得尤為重要。SIGLENT推出的SDS2000超級熒光示波器配備強大的電源分析模塊,支持絕大部分電源性能指標的精確測試測量。下面將通過分析電源板輸入模塊,給大家詳細介紹SDS2000的電源分析功能。


    以電源演示版STBX為例,其物理視圖如圖1所示:


    圖1STBX


    STBX電路原理圖如圖2所示:


    圖2原理圖


    在進行操作之前,首先應檢查示波器、電源演示板是否運行良好,在保證示波器、電源演示板及探頭等所需物品均沒問題之后開始進行電源分析。


    首先,利用SDS2304、差分探頭、電流探頭測電源輸入端波形得到結果如下圖(圖3)所示。其中通道2紫紅色曲線代表電壓波形,通道4綠色曲線代表電流波形,通過SDS2000強大的參數測量功能我們可以輕松得到電流與電壓的峰峰值、有效值、最大值、最小值等。圖中測量項為電流與電壓的峰峰值、頻率。


    圖3輸入初級信號


    由于每個特定的電壓和電流探頭具有不同的傳輸時延,電壓和電流探頭之間的按時時延誤差會對功率測量出現極大的影響。因此,為了執行精確的功率測量和計算,我們在實際操作時必須使用“時延偏差校正”程序來平衡電壓和電流探頭之間的時延。這個步驟非常重要,通過在測量功率前執行探頭時延偏差校正,可以確保精確的測量。


    圖4電源分析項


    如上圖(圖4)所示,SDS2000配備強大的電源分析模塊,在電源分析中可選擇電源質量、電流諧波、突入電流、開關損耗、轉換速度、調制、輸出波紋、瞬變響應等多種不同的分析方法。這使得工程師們在實際應用中擁有更靈活的選擇、更大的操作空間。本文將重點介紹電源質量分析、電流諧波分析以及突入電流的分析。


    電源質量分析可測量電源質量的重要指標如功率、相位角等。部分交流電流可在不供應能量的情況下流入或流出負載,此類電流稱為無功電流或諧波電流,能夠出現高于實際功耗的“視在”功率。電源質量通過以下幾項測量值來進行衡量:功率因數、有效功率、視在功率、無功功率、波峰因數、電流的相位角以及交流線路的電壓,如下圖(圖5)所示。


    圖5可分析參數


    測量各項參數顯示界面如下:


    圖6功率因數


    圖7測量項


    圖8相位角


    如上圖6、圖7、圖8中可以看出,SDS2000利用MATH運算功能,再結合強大的測量統計功能,可以輕松得到我們所要的眾多信息,可將測量項的當前值、平均值、最小值、最大值、標準方差同時精確顯示出來。為廣大工程師們供應了更加高效便捷的體驗。


    接著我們要對電流諧波進行分析,選擇電流諧波,將信號頻率類型設置為50Hz,標準選擇為ClassA類。如下所示:


    圖9選擇電流諧波分析


    圖10設置信號頻率及電流諧波標準類型


    在我們選擇電流諧波標準時,首先要了解各標準之間的差別。


    ClassA類:適用于平衡三相設備、家用電器(除D類設備外)、工具(除便攜式工具外)、白熾燈調光器及音頻設備;


    ClassB類:適用于便攜式工具;


    ClassC類:適用于照明設備,按“應用”軟鍵(在"電源應用"主菜單中)時,C類要進行功率因數計算,因此,當禁用"電源應用"時,僅可選擇C類,這會強制您再次按“應用”才能執行分析;


    ClassD類:適用于額定功率小于或等于600W的設備,類型如下:個人計算機和個人計算機顯示器、電視接收器。


    設置完成后打開MATH中FFT運算功能,選擇Hanning窗口類型,在顯示中選擇表格顯示,按下“應用”按鈕,分析完成后,可得到電流諧波分析的結果圖如下(圖11)所示:


    圖11電流諧波分析


    可以看到當前表格顯示了8次諧波,諧波頻率為50Hz~400Hz,同時還能觀察到電流有效值(RMS)、限值(RMS)、余量(Margin)以及通過/失敗狀態。圖中對應頻率為100Hz、200Hz、300Hz的諧波其余量<80%,此時統計為Fail,而其余則為pass(注:余量計算方式為{(限值-實際值)/限值}*100%)。在實際應用中,更多次的可觀察諧波將會帶來更精確的電源參數分析。


    SDS2000突入電流分析可測量電源突入電流,并記錄電流波形,峰值電流可以是正值,也可以是負值,因此結果是測量得到的最大值或最小值中較大的那一個。


    測量結果如下(圖12)所示:


    圖12突入電流測量


    SDS2000作為鼎陽第一款采用獨創SpO技術的超級熒光示波器,在擁有高處理速度、強大測量統計功能的同時配備有強大的電源分析模塊,在電源分析方面是把利劍,在新增多項測量指標的同時簡化操作,優化界面,使得工程師們在使用時更加便捷高效。


    SIGLENT作為一家集研發、生產、銷售、服務于一體的專業數字示波器等通用儀器生產商,始終專注于研發制造最新的測試測量儀器,堅持以研發為核心競爭力,通過不斷的技術創新和嚴格的質量把控,循序漸進的深化品牌建設,我們有理由相信在將來SIGLENT會不斷帶來更多更好用更實用的產品。


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