实用电源设计Q&A系列之十一：如何利用示波器有效辅助开关电源设计

Q5：在AC/DC开关电源中能否用示波器进行功率因数测量？如何进行测量？

A5：其实使用示波器测量功率因数就是测量电压与电流之间的相位差即cosφ，同时泰克TDS5000功率测试系统也自动对PFC的相关参数进行测量(如：THD,True Power,Apparent Power,Power Factor等)。

Q6：用泰克示波器的FFT功能可以看到开关电源的辐射的频率及幅度，但是这里面的幅度的值与认证中心的值的概念是一样吗？假如不是，怎样转换？而且我还发现，假如在看波形时选不同的V/DIV，在FFT状态下有不同的幅度？正常吗？---我用的型号是TDS1012。

A6：使用示波器的FFT功能测得的幅值只能作为定性的分析，而不能作为定量的分析，因此只具备参考价值，若希望对频谱幅度进行分析可选择Blackman-Harris窗口,这样效果会好一些；当转换V/div时一定会对FFT的幅值产生影响，因为这是受到示波器本身的ADC的分辨率限制，所以我们为了希望提高测量精度，一般会选择将波形尽可能占满整个屏幕（但决不能超出屏幕），也就是选择较小的V/div档位。

Q7：在设计软开关PWM变换器时（如PWM半桥开关变换器），怎样用示波器观察MOSFET Vt/It 轨迹？

A7：首先你的示波器要有通道间的时延校正功能，这样进行相关数算时才能保证基本的准确性。你使用高压差分电压探头及电流探头测量。TEK推出的功率测试方案中就可以动态的观察MOSFET的整个工作过程，你可以参看以下网址: http://www.kingcable.com.cn/kingcableweb/tektronix/glcl/intro.htm

Q8：请问输出电容和输出电感的选择应该根据负载的供电需求确定，那对于L和C值都应该按照datasheet上的确定的公式套用吗？如果按照公式推算出来的值在实际应用中出现了问题，那么我们应该根据什么来更换呢？

A8：不同拓朴的输出扼流圈及输出滤波电容的计算公式是不同的，你应该按你所选的电路结构选择合适的计算公式。输出电容的大小主要由输出纹波电压要抑制为几毫伏决定，这就要计算出ESR，然后可按厂家提供的DATASHEET选择。但选电容时还要考虑负载的变化，电流变化范围，输出电感感量等等都会使电容特性改变。

Q9：在开关电源的设计中常会遇到的棘手问题是效率问题。而整机的效率很大程度上取决与开关管的损耗，在我们的电路和器件选定后，开关管的开关波形测量很重要，可以根据它的数据来判断和改善开关工作状态。那么在利用示波器进行这项测试时应该如何正确操作和注意那些问题呢？

A9：开关电源中有两大主题：提高效率和提高可靠性。效率就要测损耗，损耗主要集中在开关管和磁性元件上。为此我们应该通过示波器测量开通损耗、截止损耗、导通损耗，同样的对变压器和电感能测量其磁芯损耗、动态电感。TEK的TDSPWR2能做到这些工作，你可以参看下面的网址：http://www.kingcable.com.cn/kingcableweb/tektronix/glcl/intro.htm

Q10：在实际工作中，当碰到突发的毛刺信号，请问如何捕捉和测试？

A10：比如我们在进行时钟测试时，经常会碰到偶发毛刺信号，该信号将会对我们的电路产生误动作，因此捕获该信号成为测试的关键，由于事先我们无法判断该毛刺为正还是为负，因此我们须先利用TDS5000示波器的数字荧光功能即快速波形捕获模式结合无限余辉查看毛刺特征，然后利用示波器的高级触发功能——脉宽触发依照信号特征，如：小于正常时钟脉冲宽度触发。

Q11：反激式开关电源有没有一种比较通用的变压器参数计算方法。在反激式开关电源电源用一种变压器算法，总是需要再进行好多次的调整。

A11：变压器的设计虽然通过理论计算，但因为磁芯，绕制方法等的差异性，仍需要多次试验调整。一般是先计算原边电感,跟拒输出功率来选磁芯材料与骨架尺寸，然后跟拒手册确定一些如磁芯截面积等参数等单端设计变压器就是要让磁芯的磁通复位。

Q12：功率因数是如何测量的？某个模块的转换效率是如何测量的？

A12：功率因数：在直流电路里，电压乘电流就是有功功率。但在交流电路里，电压乘电流是视在功率，而能起到作功的一部分功率（即有功功率）将小于视在功率。有功功率与视在功率之比叫做功率因数，以COSΦ表示，其实最简单的测量方式就是测量电压与电流之间的相位差，得出的结果就是功率因数。你所说的这些问题的测量,TEK的功率测试系统都可以轻松的完成自动测量。可参看：http://www.kingcable.com.cn/kingcableweb/tektronix/glcl/intro.htm

Q13：在高频端，如何判断示波器探头本身的阻抗对信号的影响？

A13：示波器的探头都有特定的指标，您可以参照探头的等效阻抗－频率图确定探头在您的频率点的等效阻抗。

Q14：请问有无办法利用示波器测出高频变压器或电感磁芯的工作情况？例如磁芯的工作磁通密度Bw？

A14：TEK推出的功率测试方案里就有一项功能,B-H曲线的分析,它能反应磁芯的工作状态,它还能测出动态电感值，并得出磁芯损耗。详细介绍请参看：http://www.kingcable.com.cn/kingcableweb/tektronix/glcl/a2.htm

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