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示波器测试开关电源(3)

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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。这两种探头各有其独特的传输延迟。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。毕竟,功率是电压和电流的积。如果两个相乘的变量没有很好地校正,结果就会是错误的。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。

图5 所示的测试设置比较了探头端部的信号 (下部迹线显示) 和传输延迟后示波器前端面板处的信号 (上部显示)。

图6 - 图9 是表明了探头时滞影响的实际示波器屏幕图。它使用泰克P5205 1.3 kV 差分探头和TCP0030AC/DC 电流探头连接到DUT 上。电压和电流信号通过校准夹具提供。图6说明了电压探头和电流探头之间的时滞,图7显示了在没有校正两个探头时滞时获得的测量结果(6.059mW)。图8显示了校正探头时滞的影响。两条参考曲线重叠在一起,表明已经补偿了延迟。图9 中的测量结果表明了正确校正时滞的重要性。这一实例表明,时滞引入了6% 的测量误差。准确地校正时滞降低了峰到峰功率损耗测量误差。

图5. 传输延迟效应对电源测量的影响。

图7. 有时间偏差时峰值幅度和面积测量显示为6.059 瓦。

DPOPWR电源测量软件可以自动校正所选探头组合的时间偏差。该软件控制示波器,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,自动为选定探头 (如本文档中讨论的Tektronix 探头) 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。


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