动态负载下开关损耗分析：自动功率电子测试方案

"本文主要探讨了在动态负载条件下开关损耗的分析与测试方案，强调了在现代电力电子设计中高效能、高功率密度以及瞬态负荷等趋势带来的挑战。开关电源设计者需要关注如何降低开关损耗，提升系统可靠性，并应对各种电源质量标准。文中详细介绍了在开关电源设计中的测试需求，包括静态电流和电压测量、开关损耗分析、调制分析等，并阐述了传统的测量方法与现代示波器平台的优势。 在开关电源技术发展中，效率和功率密度的提升导致了瞬时负荷和低电压高电流的需求，同时需要符合严格的电磁兼容标准。设计者面临的挑战包括提高效率，减少磁性元件的损耗，以及实现快速的控制环路响应。为了增强系统的可靠性，大量数据分析和符合宽带技术标准也变得至关重要。 在开关电源设计的测试环节，传统的测量手段如万用表和计算器已经无法满足需求，示波器成为了首选的测量工具。然而，电源测量并非易事，它涉及到高压、浮动信号、多变的脉宽和占空比，因此要求安全精确的电压和电流探测解决方案。 在测量电压和电流波形时，由于MOSFET等开关元件可能不接地，直接连接探头可能导致短路风险。文中提到了两种不安全的测量方法，即浮动示波器机箱接地和使用无源单端探头的准差分测量，这两种方法都存在安全隐患或测量精度不足的问题。 为了解决这些问题，现代示波器提供了安全的电压和电流探测方案，能够调节探头延迟，优化探头偏置，并具备足够的记录长度来捕捉长时间的工频波形。对于MOSFET的Vds测量，可以使用浮动探头或差分探头，这些工具具有较高的共模抑制比，能够在保持安全的同时提供准确的测量数据。 动态负载下的开关损耗分析需要创新的自动功率电子分析工具，例如TDSPWR2中的HiPower Finder特性，它帮助设计师快速定位最大和最小的峰值功率损失，聚焦于关键区域。通过这样的测试方案，设计者可以更有效地优化开关电源设计，提升效率，确保系统可靠性和符合各项标准。"