使用示波器进行功率电子测试《二》

本期将继续讨论RTO64示波器在电源电子设备方面的应用。

五、 测量荧光灯电子镇流器的启动和运行模式

电子镇流器中有一个高频变流器，它以AC激励灯管，频率范围通常为50至100Khz。镇流器必须提供一个高压才能启动灯管；启动过程可能需要几十毫秒。灯管启动后，变流器须（以较低的电压）提供稳压电流，使灯以稳定的亮度和功率运行。

为了确保荧光灯使用中的可靠性，测定启动瞬态期间的电压和电流波形是必不可少的测量工作。晶体管的开关时间，其持续时间通常为几十纳秒，而开关周期则是十或二十毫秒，启动瞬态可持续几十毫秒。捕获这些事件需要每秒几十或几百兆样值（Megasample）的取样速率，记录长度需为几十毫秒。

六、 将开关电源纹波和AC线路纹波分离

在线性电源中，测量两倍工频（120Hz）输出纹波较为容易，因为您可在线路电压上触发示波器，然后由示波器显示工频纹波。但在开关型电源中则不同，输出信号由上百kHz的开关纹波以及其它噪声所影响，故很难对AC线路整流波动产生的输出电压的纹波分量进行测量。测量功率因数校正的离线整流器中的输入电流波形质量时，也有同样的问题。

七、 测量开关变换过程中的瞬时功率和平均功率

在开关变流器中，当电流流过其导通正向电压降时，功率晶体管中将感生传导损耗。在开启和切断的开关跃迁期间，可观察到在晶体管中有大量的可导致开关损耗的瞬时电压和电流。开关损耗一般来源于二极管反向恢复和MOSFET漏极-源电容。

即使晶体管的开关时间很短，但开关产生的平均功率损耗是显著的以传统的测试方法很难做这种测量，因为开关跳变期间的电压和电流波形错综复杂，而且晶体管在通态和断态期间的电压变化很大。总MOSFET损耗虽然可用热耗散法加以测定，但这些方法存在这机械和精度方面的问题。通过电压电流乘积方法精确地测量开关型晶体管中的平均损耗之能力，为设计工程师提供了一种很有用的基本工具。

八、 测量PFC升压（Boost）变换器中的晶体管损耗

测量开关电源变换器中的传导和开关损耗，过去是一项非常艰难的任务。在开关跳变期间，较高的瞬态电压和电流都同时施加于晶体管，从而导致相当大的能量损耗。测量这种损耗需要瞬态电压和电流波形相乘并求积分。此外，晶体管开启期间还会出现传导损耗，其程度等于正向电压降乘以导通电流。因此必须乘以晶体管瞬态电压和电流，并求开关周期上产生的瞬态功率波形的积分。除以开关周期后，便可获得平均功率损耗。

经功率因数校正的整流器须对其输入电流波形进行控制，才能使用施加的AC线路电压。在这些变流器中，开关的占空比通常随AC线路周期变化。这些变流器的损耗计算，又因该损耗随AC线路周期变化之事实而进一步复杂化。若需计算晶体管的平均损耗，须在快速（几十纳秒）开关跃迁期间，精确地求出瞬态功率积分的同时，又要在半工频周期上求积分。

审核编辑：汤梓红