创新自动功率电子测试：解决高效SMPS设计挑战与安全测量

本文档探讨了创新的自动功率电子分析与测试方案，特别是在开关电源（SMPS）设计领域中的重要性和挑战。随着SMPS技术的进步，效率和功率密度不断提高，同时面临瞬时负荷、低电压高电流等新型需求，以及宽带供电技术和EN61000-3-4A14标准的合规性要求。 在开关电源设计中，关键挑战包括提升效率以降低开关损耗，减少磁性器件的功率损耗，并加快控制环路响应。此外，设计师需确保系统可靠性，通过大数据分析来满足宽带技术标准，并需要易于使用的工具来快速定位问题。 测试需求方面，电源质量标准涉及电源功率电平、输出纯度、谐波反馈等多个方面。传统的测试方法，如使用万用表进行静态测量和计算器进行复杂计算，已不再能满足现代需求。如今，示波器作为主流的电源测量平台，需要解决如何安全、准确地探测电压和电流波形，尤其是在MOSFET等浮动条件下。 有效执行电源设计测量涉及到处理大电压、变化的信号特征以及如何克服探头间时滞的问题。安全测量的关键在于选择适当的解决方案，如提供安全电压和电流探测手段，快速调节探头延迟，优化探头偏置，以及确保仪器具有足够的记录长度和高分辨率。 针对MOSFET的测量，传统的示波器地线连接方法存在安全隐患，如直接接地可能导致电路短路。更安全的方法是采用准差分测量，通过将无源探头的地线相连并利用示波器的通道匹配功能，但这可能限制共模抑制比（CMRR）。因此，研发出能够提供足够CMRR的新型探头或技术是解决这一问题的关键。 总结来说，本文提供了一套创新的自动功率电子分析与测试方案，旨在帮助工程师们应对开关电源设计中面临的复杂测试挑战，确保电源质量和系统的高效、可靠运行。