创新自动测试方案:安全测量MOSFET电压与电流波形
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更新于2024-08-17
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本文主要探讨了在现代开关电源(SMPS)设计和测试中的关键挑战,特别是在高效、高功率密度以及瞬时负载条件下,确保安全准确地探测电压和电流波形的重要性。随着技术的发展,电源测量的需求变得更加复杂,传统的测量方法,如使用万用表和手动计算,已经无法满足精度和安全性的要求。
在设计过程中,开关电源需要高效运作,这意味着降低开关损耗和磁性器件的功率损耗,同时要求控制环路具有更快的响应速度。为了实现这些目标,设计师面临诸多挑战,包括满足不同地区和标准的电源质量要求,如功率电平、输出纯度、谐波反馈等。此外,电源系统的可靠性和故障定位也是至关重要的。
在测量方面,传统的示波器曾经是主要工具,但面对高频和浮动信号(例如MOSFET控制的电流,其频率范围从几千赫兹到几兆赫兹),需要特别的解决方案。由于MOSFET通常未连接到交流电源或电路输出接地,常规的示波器接地测量法不可行,因为这可能导致短路。文章提出:
1. 避免不安全的浮动示波器接地:这种方法极其危险,可能会损害用户、被测设备和示波器,因此必须寻找更为安全的方法。
2. 准差分测量:虽然可以利用无源单端探头和示波器的通道匹配功能,但这种方法的共模抑制比(CMRR)不足,限制了测量精度。
3. 高级解决方案:真正的差分探头,如泰克P5205,因其设计能够提供安全且精确的电压测量,如MOSFET的漏极-源极电压(Vds)。这些探头可以有效阻隔共模电压,确保测量的准确性。
4. 测试需求的进化:随着技术进步,工程师需要更智能的工具来捕捉长时间的工频波形,同时处理信号的动态特性,如脉宽、周期、频率和占空比的变化。
5. 考虑的关键因素:除了精确测量外,还包括探头延迟的快速调整、偏置设置的优化以及足够长的记录长度以适应复杂的波形分析。
创新的自动功率电子分析与测试方案不仅关注效率和性能提升,还着重于提供安全、准确和用户友好的测量手段,以应对现代开关电源设计中日益增长的复杂性和挑战。
2022-05-08 上传
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