能达电源模块专家告诉你电源怎么进行测量和分析

电源大家应该在日常生活中很常见，因为电源类的产品现在特别多，随处可见！电源主要是把电能从一台设备转换到另一台设备的元件、子体系或体系，其通常从交流(AC)电源转换成直流(DC)电源。 从电脑到军事设备和工用机械， 电子设备的正常运转离不开 DC 电源的性能和可靠性。

电源分成很多不同的类型和规格， 包括传统模仿式电源到高效的开关式电源模块。所有这些电源都面临着复杂的动态工作环境。设备负载和需求在不同时间之间可能会大幅度转变。 即使是商用开关电源， 也必须能够承受忽然出现的远远超过平均工作电流的峰值电流。设计电源或设计采用电源的体系的工程师必需了解电源在静止条件到最坏条件下的举动。

从历史上看， 检定电源举动意味着使用数字万用表进行静态电流和电压测量，然后在计算器或PC上麻烦地进行计算。今天，大多数工程师正转向示波器，作为首选的电源测量平台。

当代示波器可以配备集成电源测量和分析软件，简化设置， 更轻松地进行测量。 用户可以定制关键参数，主动进行计算，在几秒钟内查看结构，而不只是原始数字。

电源设计题目指向测量需求

在理想状况下， 每个电源的的举动体例都应与设计使用的数学模型类似。 但在现实环境中， 元件是不理想的， 负载会转变， 线路电源可能会失真， 环境转变会改变性能。此外， 性能和成本需求转变也进一步进步了电源设计的复杂性。考虑一下下面的题目：

电源可以保持高于额定输出容量多少瓦?保持多长时间?

电源散发多少热量?在过热时会出现什么情况?要求多少冷却气流?

在负载电流大幅度进步时会发生什么情况?设备能够保持额定输出电压(负载稳压)?电源对输出完全短路会作出什么样的反应?

在电源输入电压转变时会发生什么情况(线路稳压)?

设计人员必要开发出占用空间更少、能耗服从更高、削减散热量、降低制造成本、知足更严酷的 EMI/EMC 标准的电源。只有严酷的测量系统，才能指导工程师实现上述目标。

开关式电源基础知识

在大多数当代体系中，流行的DC电源结构是开关式电源(SMPS)，这种电源因能够高效处理负载转变而驰名。典型SMPS的电源路径包括无源元件、有源元件和磁性元件。SMPS 最大限度地削减了有损耗的元件的使用量， 重点采用(在理想条件下)没有损耗的元件， 如开关式晶体管、 电容器和磁性元件。 

SMPS设备还包括一个控制段， 其中包含脉宽调制稳固器、脉冲速率调制稳固器和反馈环路等单元 1。控制段可以有本身的电源。图1是简化的SMPS示意图，其中表现了包括有源单元、无源单元和磁性单元的电源转换段。

SMPS技术依托电源半导体开关设备， 如金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)和绝缘门双极晶体管(IGBT)。这些设备提供了快速开关时间， 能够耐受没有规律的电压峰值。其在 On 状况或 Off 状况下消费的功率特别很是小，实现了很高的服从，而生成的热量很低。开关设备在极大程度上决定着 SMPS 的团体性能。开关设备的关键测量项目包括开关损耗、平均功率损耗、安全工作区等等。