1示波器和电源测量
整个开关设备的电压可能很高，而且是“浮动的”，也就是说，不接地。信号的脉冲宽度、周期、频率和占空比都会变化。必须如实捕获并分析波形，发现波形的异常。这对示波器的要求是苛刻的。
多种探头——同时需要单端探头、差分探头以及电流探头。仪器必须有较大的存储器，以提供长时间低频采集结果的记录空间。并且可能要求在一次采集中捕获幅度相差很大的不同信号。
2开关电源基础
大多数现代系统中主流的直流电源体系结构是开关电源(开关电源)，它因为能够有效地应对变化负载而众所周知。典型开关电源的电能信号路径包括无源器件、有源器件和磁性元件。
开关电源尽可能少地使用损耗性元器件(如电阻和线性晶体管)，而主要使用(理想情况下)无损耗的元器件：开关晶体管、电容和磁性元件。
开关电源设备还有一个控制部分，其中包括脉宽调制调节器脉频调制调节器以及反馈环路1等组成部分。控制部分可能有自己的电源。图1是简化的开关电源示意图，图中显示了电能转换部分，包括有源器件、无源器件以及磁性元件。
3准备进行开关电源的测量
一定要选择合适的工具，并且设置这些工具，使它们能够准确、可重复地工作。当然示波器必须具备基本的带宽和采样速率，以适应开关电源的开关频率。电源测量最少需要两个通道，一个用于电压，一个用于电流。有些设施同样重要，它们可以使电源测量更容易、更可靠。
测量一次采集中的100伏和100毫伏电压
要测量开关器件的开关损耗和平均功率损耗，示波器首先必须分别确定在断开和开通时开关器件上的电压。
为了准确地进行开关器件电源测量，必须先测量断开和开通电压。然而，典型的8位数字示波器的动态范围不足以在同一个采集周期中既准确采集开通期间的毫伏级信号，又准确采集断开期间出现的高电压。要捕获该信号，示波器的垂直范围应设为每分度100伏。
在此设置下，示波器可以接受高达1000V的电压，这样就可以采集700V的信号而不会使示波器过载。使用该设置的问题在于最大灵敏度(能解析的最小信号幅度)变成了1000/256，即约为4V。
有的示波器软件可以解决这个问题，用户可以把设备技术数据中的RDSON或VCEsat值输入图4所示的测量菜单中。如果被测电压位于示波器的灵敏度范围内，也可以使用采集的数据进行计算，而不是使用手动输入的值。
4消除电压探头和电流探头之间的时间偏差
要使用数字示波器进行电源测量，就必须测量MOSFET开关器件(如图2所示)漏极、源极间的电压和电流，或IGBT集电极、发射极间的电压。该任务需要两个不同的探头：一支高压差分探头和一支电流探头。后者通常是非插入式霍尔效应型探头。
这两个延迟的差(称为时间偏差)，会造成幅度测量以及与时间有关的测量不准确。一定要了解探头传输延迟对最大峰值功率和面积测量的影响。探头没有正确进行“时间偏差校正”时，开关损耗之类测量的准确性就会影响。
有的电源测量软件可以自动校正所选探头组合的时间偏差。软件控制示波器，并通过实时电流和电压信号调整电压通道和电流通道之间的延迟，以去除电压探头和电流探头之间传输延迟的差别。
还可以使用一种静态校正时间偏差的功能，但前提是特定的电压探头和电流探头有恒定、可重复的传输延迟。静态校正时间偏差的功能根据一张内置的传输时间表，自动为选定探调整选定电压和电流通道之间的延迟。该技术提供了一种快速而方便的方法，可以将时间偏差降至最小。
5消除探头零偏和噪声
差分探头和电流探头可能会有很小的偏置。应在测量前消除这一偏置，因为它会影响测量精度。某些探头采用内置的自动方法消除偏置，其它探头则要求手动消除偏置。
6消除偏置
大多数差分电压探头都有内置的直流零偏修整控制，这使消除零偏成为一件相对简单的步骤：准备工作完成之后，接下来：
将示波器设置为测量电压波形的平均值；选择将在实际测量中使用的灵敏度(垂直)设置；
不加信号，将修整器调为零，并使平均电平为0V(或尽量接近0V)。相似地，在测量前必须调节电流探头。在消除零偏之后：将示波器灵敏度设置为实际测量中将要使用的值；
关闭没有信号的电流探头；将直流平衡调为零；把中间值调节到0A或尽可能接近0A；
注意，这些探头都是有源设备，即使在静态，也总会有一些低电平噪声。这种噪声可能影响那些同时依赖电压和电流波形数据的测量。有的示波器包含一项信号调节功能(图10)，可以将固有探头噪声的影响降至最低。
7记录长度在电源测量中的作用
示波器在一段时间内捕获事件的能力取决于所用的采样速率，以及存储采集到的信号样本的存储器的深度(记录长度)。存储器填充的速度和采样速率成正比。如果为了提供详细的高分辨率信号而将采样速率设得很高，存储器很快就会充满。
对很多开关电源电源测量来说，必须捕获工频信号的四分之一周期或半个周期(90或180度)，有些甚至需要整个周期。这是为了积累足够的信号数据，以在计算中抵消工频电压波动的影响。
8识别真正的Ton与Toff转换
为了精确地确定开关转换中的损耗，首先必须滤除开关信号中的振荡。开关电压信号中的振荡很容易被误认为开通或关断转换。这种大幅度振荡是开关电源在非持续电流模式(DCM)和持续电流模式(CCM)之间切换时电路中的寄生元件造成的。
图11以简化形式表示出了一个开关信号。这种振荡使示波器很难识别真正的开通或关断转换。一种解决方法是预先定义信号源进行边沿识别、参考电平和一个迟滞电平。信号复杂度和测量要求不同，将测得信号本身作为边沿电平的信号源。或者，也可以指定某些其它的整洁的信号。
扩展资料
在某些开关电源设计(如有源功率因数校正变流器)中，振荡可能要严重得多。DCM模式大大增强了振荡，因为开关电容开始和滤波电感产生共振。仅仅设置参考电平和磁滞电平可能不足以识别真正的转换。
这种情况下，开关器件的栅极驱动信号可以确定真正的开通和关断转换，这样就只需要适当设置栅极驱动信号的参考电平和磁滞电平。
-示波器
如何正确测量开关电源纹波？
效率=输出功率/输入功率
输出功率就是直接把输出电压输出电流,
输入功率是需要一个功率计才能显示出来
一般衡量一个开关电源的效率是看平均功率
即 25%50%75%100%这四种负载状态下的效率的平均值
开关电源耐压测试标是多少伏
电源纹波定义
电源纹波是电源性能最直观的表现，直流稳压电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的，不可避免地在直流稳压量中多少带有一些交流成分，这种叠加在直流稳压上的交流分量就称之为纹波。
设置示波器
1首先探头要选择合适的档位，如果电压比较大，或者对带宽要求比较高的情况下可使用X10档，普通情况下建议使用X1档，避免不必要的噪声衰减影响纹波的测量。同时，记得要将示波器通道的衰减比也调成X1
2纹波属于是交流成分，所以“通道耦合”方式应该使用交流耦合方式，从而限制直流信号的输入。另外，示波器的垂直档位可调范围是有限制的，所以当直流信号过大时可能会导致无法看到纹波。选择交流耦合可以只显示交流纹波信号，方便观测波形。
3使用带宽限制功能，一般开关电源输出的纹波频率在0~20MHz范围。而高频同步开关噪声和信号反射等引起的噪声在0~1GHz范围。所以建议选择20MHz带宽限制，可将不必要的高频噪声滤除。
4为避免电磁辐射等对信号的干扰，示波器探头接地线要求尽量短，通常使用探头自带的接地弹簧来接地。
5可以通过FFT功能，对纹波波形进行频域分析，这样可以准确地知道每个频点上的噪声和由开关引起的纹波大小。
总结一下：探头尽量用X1档位、通道耦合方式用交流耦合、开带宽限制20M低通、用接地弹簧针使接地线尽量短。
开关电源变压器的测试方法
开关电源要过UL认证耐压需要打3KV；
UL是美国保险商试验所（Underwriter Laboratories Inc）的简写。UL安全试验所是美国最有权威的，也是世界上从事安全试验和鉴定的较大的民间机构。 它是一个独立的、营利的、为公共安全做试验的专业机构。
它采用科学的测试方法来研究确定各种材料、装置、产品、设备、建筑等对生命、财产有无危害和危害的程度；确定、编写、发行相应的标准和有助于减少及防止造成生命财产受到损失的资料，同时开展实情调研业务。
UL 认证在美国属于非强制性认证，主要是产品安全性能方 面的检测和认证，其认证范围不包含产品的 EMC（电磁兼容）特性。
开关电源变压器的测试方法
（1）
外观检查。开关电源变压器工作频率较高，为15625Hz，一般使用磁性材料来导磁，常见故障是绕组之间漏电或短路。检查时首先应从外表来观察是否有打火烧焦的痕迹，外表是否太脏，各引脚间是否有污物（有些开关电源变压器各引脚间距很小，如三洋83P机芯开关电源变压器），由于开关电源变压器是紧贴印刷电路板安装的，容易积灰，碰到气候或环境潮湿时易放电打火。
（2）
万用表测试。开关电源变压器外观无问题，可用万用表测量其电阻值，判断线圈是否有断路故障。用万用表对短路较为严重的开关电源变压器也可测出，测量时可选择适当的电阻档，使测量的电阻值在中值附近，根据绕组的匝数及使用的线径，查出漆包线的每米欧姆值，计算绕组的欧姆值，与测量的电阻值比较，就能判断是否有短路现象，但这只是粗略测量，有些开关电源变压器由于匝间绝缘击穿，或层间绝缘击穿，电阻值相差不多，就不一定能测量出来。
开关电源变压器各绕组之间的绝缘电阻为无穷大，各绕组和磁芯（铁芯）之间的绝缘电阻也应该使无穷大。
（3）
替代测量。若手头有一只同规格的开关电源变压器，可采用替代测试，该法直观、省事。
