【应用】使用鼎阳示波器电源分析软件进行电源测量和分析
在电子产品设计中，电源相当于有源器件的心脏，源源不断地为整个系统提供能量，电源质量的高低，直接影响到系统的性能。功率转换效率、高稳定性、低噪声、低功耗等性能以及产品的上市时间都要求电源工程师快速精准地完成测试。
鼎阳科技SDS6000 PRO、SDS5000X、SDS2000X Plus系列示波器提供了电源分析软件，可以帮助用户快速轻松地分析开关电源的效率和可靠性，并根据电源设计标准评估测试结果，标准化、自动化的测试不仅简化了电源测试步骤，还缩短了产品电源测试时间，为最大化研发效率提供了帮助。
鼎阳科技电源分析解决方案：
测试工具：
示波器: SIGLENT SDS6104 H12 Pro
在常见的开关电源中，三相或单相交流电源输入经过整流滤波电路整流成直流，直流信号通过高频PWM（脉宽调制）控制电路加载到开关变压器的初级上，开关变压器次级感应出高频电压，经过整流滤波输出提供给负载，输出部分通过一定的电路反馈控制PWM占空比以达到稳定输出的目的。常见的开关电源简化原理图如图2所示。
对电源进行测量分析，通常会从交流输入部分、开关切换部分、频率响应以及直流输出四部分入手测量。鼎阳科技提供的电源分析软件，支持对交流输入的电源质量、电流谐波、浪涌电流，对开关切换的开关损耗、转化速率、调制分析、电源抑制比，对直流输出的纹波、开启/关闭时间、瞬态响应时间、功率效率进行快速测量分析，与波特图软件相配合还可以对电源环路响应进行测量分析，可以满足大家对于开关电源的通用测量分析需求。
1. 测量准备
1.1 消除探头偏置和磁场
为了测量被测器件的电压以及电流，我们会使用到两根（或者多根）独立的电压探头和电流探头。差分探头和电流探头，开机后可能产生失调现象，存在影响精度的小电压偏置，应该在测量之前消除这一零偏。机器经常使用后，电流探头传感器的会有剩余磁场，测量前也先应消磁，以提高测量精度。
鼎阳科技的CP5030电流探头支持消磁调零，按一下探头机身上的Degauss AutoZero按钮，机器自动消磁并清除测量系统中存在的任何 DC 偏置误差，消磁调零过程成功后，会有成功提示音“嘀嘀”两声提示，全程大约耗时5秒。
鼎阳科技DP5150A高压差分探头需要手动偏置调零，操作方法如下：
1) 按住并保持ATTENUATION BANDWIDTH两个按键，插上电源开机，过载指示灯点亮，进入测试模式，松开按键。
2) 该状态下进入高衰减倍数偏置调整，按下 ATTENUATION按键，偏置递增；按下BANDWIDTH按键，偏置递减，调整至合适位置。
3) 按下AUDIBLE OVERRANGE按键，切换到低衰减倍数档位偏置调整，通过ATTENUATION和BANDWIDTH调整低衰减倍数。
4) 按下AUDIBLE OVERRANGE按键，过载指示灯灭，退出测试模式，偏置调整结束。
1.2 消除探头之间的时延
由于每一根探头都有其特性传播延迟，探头之间可能存在时延，从而引起定时差、相位和功率系数测量的不准确。为了达到更精确的测量效果，在正式测量之前需要对电流和电流探头进行时延校准，消除探头之间的传播误差。鼎阳科技提供DF2001A时滞校准板，可以有效地消除探头的时延。
操作方法：将消磁调零后的电流探头连接到时滞校准板的电流回路、将高压差分探头的红黑探夹分别连接到时滞校准板的信号输入端和接地端，将校准板上的开关S1调整到SMALL LOOP，并将探头与示波器相连，这里我们将高压差分探头与示波器通道1连接，电流探头与示波器通道2连接。连接如图3所示。
进入示波器时滞校准界面，进入路径为：分析—电源分析—开关损耗—信号—时滞校准，如图4所示，设置输入电压通道和输入电流通道，点击时滞校准，等待校准完成。
需要注意的是，测试环境(如温差超过5℃)或者任何硬件设置部分改变（如不同的探头、不同的示波器通道等），需要再次执行一次时滞校准。
2. 交流输入分析
在交流输入端上进行电源质量测量，测量项目包括电源质量分析、电流谐波测量和浪涌电流测量。
2.1 电源质量分析
电源质量测量是一套标准功率测量，通常在AC线路上输入执行，也可以在器件的AC输出上，具体测量参数包括测量电源输入端的有功功率、视在功率、无功功率、功率因数、功率相位角、电压有效值、电流有效值、电压波峰因数和电流波峰因数等电量参数。
操作方法：用高压差分探头DPB5150A测量系统工频电压，将红黑探头分别接入输入电源的火线和零线上；使用CP5030电流探头测量系统工频电流,将电流钳夹住输入端的火线，连接示意和实际连接分别如图6、图7所示：
在示波器上调出功率分析软件，检查设置的输入电压源、输入电流源是否与实际连接一致，在分析项中选择电源质量，给电源上电后，将测试状态打开。测试结果如图8所示：
测量结果(取36次平均值)如下：
数据的存储和调用是工程师在使用仪器过程中经常使用到的功能。SDS6000PRO-PA配有报告生成工具，并可以使用仪器面板上的Save功能，生成指定的报告格式到U盘。在操作过程中如果有重要的界面需要保存，也可以使用仪器自带的一键保存功能，保存屏幕截图到U盘。
3. 小结
对开关的电源进行质量分析，无需使用功率分析仪器，将示波器与功率分析软件结合使用，就可以快速、准确且经济地进行电源分析，全过程不需要手动计算，也无需复杂仪器操作，极大提升了工程师的工作效率。
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