電源測試解決方案課件

1、RIGOL 電源系統(tǒng)測試方案電源測試需求概況典型電源開發(fā)測試需求主要電源參數(shù)測試功率、電能質量、諧波、紋波、調整率、沖擊電流測試設備：示波器、萬用表、功率表、負載內部重要元器件性能測試功率器件、變壓器示波器、電流和差分探頭電磁兼容性測試 頻譜分析儀或EMC接收機模擬各種驅動和PFC控制信號任意波形發(fā)生器RIGOL電源測試解決方案開關電源基本原理EMI濾波取樣比較放大輸入電路變換電路輸出電路控制電路交流輸入整流濾波開關器件控制驅動變壓器整流濾波直流輸出使用示波器測試開關電源3個主要測試點：探頭需求：高壓差分電壓探頭電流探頭無源電壓探頭(1:1)浮地測試問題零線火線大地示波器電源接地阻抗AB電阻阻

2、抗V ab探頭地線阻抗探頭阻抗地環(huán)路阻抗地環(huán)路電流V 地環(huán)路電壓電源系統(tǒng)地線阻抗和示波器電源變壓器繞組間電容相串聯(lián)構成的復雜阻抗參考點 “0”V 非地cd浮地電壓(共摸電壓)V cd電源測試中大量電壓測試為浮地測試，即不以地作參考的差分電壓測試浮地測試必須使用差分探頭，剪斷普通示波器地線的方法是錯誤和危險的電源測試中長存儲的重要性電源測試經常需要采集一個工頻周期（20ms）或半個工頻周期的信號對于開關損耗等測試，必須保證采集到信號邊沿上足夠多樣點才能獲得真實結果主流MOSFET的開關頻頻率已高達幾百KHz，上升沿僅有十幾納秒示波器至少需要幾兆的存儲才能完成電源測試任務，越多越好存儲深度（pts

3、）=采樣率（Sa/s）x 波形存儲時間（s）RIGOL新一代長存儲數(shù)字示波器深存儲高采樣高波形捕獲率多級灰度顯示硬件實時波形錄制DS6000系列DS4000系列DS2000系列DS1000Z系列RIGOL開關電源測試軟件使用示波器+功率分析軟件 Ultra Power Analyzer對開關電源測試數(shù)據(jù)進行分析Ultra Power Analyzer 用戶界面標題/狀態(tài)/工具欄參數(shù)顯示波形顯示測量功能必要的準備工作：通道延遲校正和探頭偏置校正Small LoopLarge LoopRPA246偏移校正夾具校正電壓和電流探頭引入的時間延遲，保證功率測量準確性！高壓差分探頭和電流探頭還會有直流偏置

4、，也需要在測試前校準電流諧波測定開關電源是否符合EN61000-3-2電流諧波標準。 高達40次諧波測量 FFT和Bar顯示 THD總諧波失真測量突入電流開關電源打開時，輸入端的濾波電容相當于瞬間短路，會產生一個上升時間較快，幅度較大（正/負）的電流。 峰值電流 總能量 平均功率測量突入電流可以確認流過各元器件的電流是否超過了允許值開關損耗開啟損耗：定義為T1至T2期間的損耗導通損耗：定義為T2至T3期間的損耗關閉損耗：定位為T3至T4期間的損耗總損耗：定義為T1至T4期間的損耗，即：開啟損耗+導通損耗+關閉損耗只有識別真正的開關切換點才能保證測量結果的準確性。電壓、電流和瞬時功率波形開關損耗

5、允許自動設置周期數(shù)允許設定開關切換電平多達40個測量項，每個測量項給出測試結果、起始時間、終止時間安全工作區(qū)開關器件應工作在安全工作區(qū)SOA（Safe Operating Area）內?？赏ㄟ^開關器件數(shù)據(jù)手冊查到。測試結果在X-Y和Y-T模式下標記失敗的點，并顯示總的失敗點數(shù)紋波噪聲測試輸出端的紋波和噪聲情況，通常用mVrms 或mVpp衡量 峰峰值 最大值 最小值 頻率 AC耦合 20MHz帶寬限制 X1探頭比生成報告 html格式 儀器型號 序列號 波形 示波器參數(shù) 測量數(shù)據(jù) 測量時間什么是EMIEMI（Electromagnetic Interference，電磁干擾）是一種可以通過空氣

6、（輻射）或交流線路（傳導）傳遞電磁干擾，影響電氣和電子線路正常運行的現(xiàn)象。ConductionRadiationEMCEMIEMS為什么要測試EMI在高速PCB及系統(tǒng)設計中，高頻信號線、集成電路的引腳、各類接插件等都可能成為具有天線特性的輻射干擾源，能發(fā)射電磁波并影響其他系統(tǒng)或本系統(tǒng)內其他子系統(tǒng)的正常工作。大部分國家和政府都提出了管控要求。為什么要測試EMI 電子設備達到預期的功能 系統(tǒng)內各設備之間相互不干擾 對外界電磁環(huán)境不構成污染 滿足電磁兼容標準的要求如何測試EMI重新設計EMI仿真預兼容測試預兼容測試認證測試COC項目計劃原理框圖實驗樣機工程樣機商品樣機PC仿真軟件近場探頭頻譜分析儀E

7、MI測試接收機EMI測試系統(tǒng)沒通過沒通過沒通過沒通過產品周期中的各種EMI測試 EMI預兼容測試EMC標準認證測試是遠場測試，遠場測試能給出頻率信息，即哪些頻點超標了，但是沒有位置信息。由于近場的輻射越大，遠場的輻射也必然越大。通過近場測量可以很方便的實現(xiàn)干擾定位，甚至可以精確到IC引腳以具體走線，從而判定干擾產生的原因。頻譜分析儀是EMI測試、診斷和故障檢修中用途最廣的一種工具。頻譜儀 近場探頭近場探頭分類及特點近場探頭典型測試方法第一步：檢查PCB附近的電磁場情況第二步：精確定位PCB上電磁場產生的源頭頻譜儀測試開關電源EMI 第一步利用EM5030-1探頭探測PCB某處磁場大致強度 發(fā)現(xiàn)

8、10MHz，70MHz，107MHz附近有較強的磁場輻射頻譜儀測試開關電源EMI 第二步利用EM5030-3進一步定位（探測探頭附近的兩根較長的引線） 發(fā)現(xiàn)其中一根（電池供電時的初級線圈）輻射比較強，頻率在10MHz，70MHz頻譜儀測試開關電源EMI通過以上兩步基本查到不同頻率點的輻射源，此時信號太弱，打開前置放大，衰減設為0，調節(jié)RBW等參數(shù)，提高信噪比，測量結果更顯著RIGOL最新電源測試解決方案常用的電源檢測儀器有示波器、頻譜儀和數(shù)字萬用表，它們能夠覆蓋的測量范圍不同。使用數(shù)字萬用表監(jiān)測電源輸出波動DM3068具有6位半分辨率，DCV測量準確度35ppm具備趨勢繪圖功能，可監(jiān)測輸出電壓

9、的長時間變化使用數(shù)字萬用表監(jiān)測電源波動通過繪制實時測量數(shù)據(jù)的趨勢圖，用戶不用借助其他輔助手段即可觀察到測量數(shù)據(jù)的變化情況利用趨勢繪圖功能來覆蓋示波器和頻譜儀的電源測試盲區(qū)。例如：下面被測對象為某個模數(shù)混合電路的模擬部分電源電壓波形。使用數(shù)字萬用表監(jiān)測電源波動萬用表：趨勢繪圖功能測得其中夾雜有幅度約為4.4mVpp的正弦紋波，實際上是50Hz工頻干擾。示波器：帶寬高，波形中引入寬帶開關噪聲，紋波幅度8.4mVpp，符合“心理期望”數(shù)據(jù)采集/開關系統(tǒng)M300系列測量切換M300M300普遍應用于各大工業(yè)產線、科研院所以及高校實驗室等其主要用途是進行快速分布式測試測量，提高生產、科研工作的效率多用于直流電壓、溫度及電阻信號的測試M300數(shù)采產品特點6 DMM 可以任意卡槽安裝、拆卸單卡最多64通道，整機最多320通道高達100k的帶時間戳完整數(shù)據(jù)緩存多達10種模塊卡可選數(shù)學統(tǒng)計功能AVG、MAX、MIN、SDEV標配全接口USB Device，USB Host， GPIB， LAN(L