能達(dá)電源模塊專家告訴你電源怎么進(jìn)行測量和分析
電源大家應(yīng)該在日常生活中很常見，因?yàn)殡娫搭惖漠a(chǎn)品現(xiàn)在特別多，隨處可見！電源主要是把電能從一臺設(shè)備轉(zhuǎn)換到另一臺設(shè)備的元件、子體系或體系，其通常從交流(AC)電源轉(zhuǎn)換成直流(DC)電源。 從電腦到軍事設(shè)備和工用機(jī)械， 電子設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)離不開 DC 電源的性能和可靠性。
電源分成很多不同的類型和規(guī)格， 包括傳統(tǒng)模仿式電源到高效的開關(guān)式電源模塊。所有這些電源都面臨著復(fù)雜的動態(tài)工作環(huán)境。設(shè)備負(fù)載和需求在不同時(shí)間之間可能會大幅度轉(zhuǎn)變。 即使是商用開關(guān)電源， 也必須能夠承受忽然出現(xiàn)的遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過平均工作電流的峰值電流。設(shè)計(jì)電源或設(shè)計(jì)采用電源的體系的工程師必需了解電源在靜止條件到最壞條件下的舉動。
從歷史上看， 檢定電源舉動意味著使用數(shù)字萬用表進(jìn)行靜態(tài)電流和電壓測量，然后在計(jì)算器或PC上麻煩地進(jìn)行計(jì)算。今天，大多數(shù)工程師正轉(zhuǎn)向示波器，作為首選的電源測量平臺。
當(dāng)代示波器可以配備集成電源測量和分析軟件，簡化設(shè)置， 更輕松地進(jìn)行測量。 用戶可以定制關(guān)鍵參數(shù)，主動進(jìn)行計(jì)算，在幾秒鐘內(nèi)查看結(jié)構(gòu)，而不只是原始數(shù)字。
電源設(shè)計(jì)題目指向測量需求
在理想狀況下， 每個電源的的舉動體例都應(yīng)與設(shè)計(jì)使用的數(shù)學(xué)模型類似。 但在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中， 元件是不理想的， 負(fù)載會轉(zhuǎn)變， 線路電源可能會失真， 環(huán)境轉(zhuǎn)變會改變性能。此外， 性能和成本需求轉(zhuǎn)變也進(jìn)一步進(jìn)步了電源設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。考慮一下下面的題目：
電源可以保持高于額定輸出容量多少瓦?保持多長時(shí)間?
電源散發(fā)多少熱量?在過熱時(shí)會出現(xiàn)什么情況?要求多少冷卻氣流?
在負(fù)載電流大幅度進(jìn)步時(shí)會發(fā)生什么情況?設(shè)備能夠保持額定輸出電壓(負(fù)載穩(wěn)壓)?電源對輸出完全短路會作出什么樣的反應(yīng)?
在電源輸入電壓轉(zhuǎn)變時(shí)會發(fā)生什么情況(線路穩(wěn)壓)?
設(shè)計(jì)人員必要開發(fā)出占用空間更少、能耗服從更高、削減散熱量、降低制造成本、知足更嚴(yán)酷的 EMI/EMC 標(biāo)準(zhǔn)的電源。只有嚴(yán)酷的測量系統(tǒng)，才能指導(dǎo)工程師實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)。
開關(guān)式電源基礎(chǔ)知識
在大多數(shù)當(dāng)代體系中，流行的DC電源結(jié)構(gòu)是開關(guān)式電源(SMPS)，這種電源因能夠高效處理負(fù)載轉(zhuǎn)變而馳名。典型SMPS的電源路徑包括無源元件、有源元件和磁性元件。SMPS 最大限度地削減了有損耗的元件的使用量， 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。
SMPS設(shè)備還包括一個控制段， 其中包含脈寬調(diào)制穩(wěn)固器、脈沖速率調(diào)制穩(wěn)固器和反饋環(huán)路等單元 1�？刂贫慰梢杂斜旧淼碾娫�。圖1是簡化的SMPS示意圖，其中表現(xiàn)了包括有源單元、無源單元和磁性單元的電源轉(zhuǎn)換段。
SMPS技術(shù)依托電源半導(dǎo)體開關(guān)設(shè)備， 如金屬氧化物場效應(yīng)晶體管(MOSFET)和絕緣門雙極晶體管(IGBT)。這些設(shè)備提供了快速開關(guān)時(shí)間， 能夠耐受沒有規(guī)律的電壓峰值。其在 On 狀況或 Off 狀況下消費(fèi)的功率特別很是小，實(shí)現(xiàn)了很高的服從，而生成的熱量很低。開關(guān)設(shè)備在極大程度上決定著 SMPS 的團(tuán)體性能。開關(guān)設(shè)備的關(guān)鍵測量項(xiàng)目包括開關(guān)損耗、平均功率損耗、安全工作區(qū)等等。
