为了取得高,大多数开关电源规划都选用了有源。尽管这一规划可极大前进功率,但也给的波形剖析带来了许多费事。而现在,则可经过装有TDSPWR2功率丈量和剖析软件的TDS5000系列、TDS7054或TDS7104(DPO)大大加速规划和
功率因数(PF)在技能方面是指实损耗的功率与视在功率之比,以0~1之间的小数表明。人们很早就知道,PF是正弦电压和电流波形之间的相位差。当AC 负载有电容或电感时,电流波形与电压不同相,而发生不被负载损耗的附加AC电流。这种附加电流可在电力电缆中发生12R的损耗。
当把开关电源视为AC负载时,它是非线性的,既非纯电感,也非纯电容。开关电源以与线路电压相同的脉冲运送电流。VRMS和IRMS的乘积些时大大高于实践损耗的功率,因而PF小于1。图1所示为典型的线路电压和线路电流波形。
每一位规划师都期望功率因数为1,然后最大极限的前进功率。为达此意图,规划师需求选用无源功率因数校对,或有源功率因数校对。大多数规划选用的是有源功率因数校对电路。
在规划带有有源功率因数校对电路的开关时电源时,用剖析波形的作业一直十分费事。在这些电路中,典型作法是在输入整流电桥的后边的一级升压改换电路。必需求分外留意的是,此刻开关电路的作业频率远高于线频率。这就需求有一个可变升压比,以在输入电压改变时坚持输出电压的安稳。因而,开关电路的占空比须随输入电压的改变而改变。当输入电压低时,占空比高。反之,当线路电压高时,占空比低。为剖析这一行为,规划师需根椐电源线路每半个周期内的脉冲改变,具体检视升压改换器的每一个脉冲。假如规划师想了解负载和/或线路电压改变时的MOSFET和二极管上的电压承受力,这种剖析则更为重要。
有源功率因数校对可安稳整流器前端的电流。开关改换器则可调理开关管开关的脉冲宽度或作业周期,使之契合线路电流和线路电压的波形。操控信息嵌入在电晶体时序的变量之中。
曾经,规划人员是运用模仿示波器剖析和调试50/60Hz的线路信号以及几百千赫的快速开关信号。在确认整体脉冲宽度调制(PWM)信号行为时,规划人员要逐位元地编译这一信息。
后来,规划人员开端转用具有所需功用的数字贮存示波器,撷取频率低的信号以及快速的瞬态开关信号。这些信号有如下要求:
(2) 深度记载长度,即能使规划人员观察到低频干线信号和开关信号的记载长度
但即便有了这一些信息,规划人员仍需支付许多精力和时刻,才可以取得开关信号中的脉冲或作业周期变量。由于这一些信息均需人工核算。此外,运用者不能在一般的数字存储示波器中主动量测功率因数。
规划人员可经过TDSPWR2中的电力质量量测功用,即时进行重要的电力质量量测。假如另寻其他办法,则只能依托专用的功率剖析仪。
功率因数值一旦确认,便可垂手可得地经过TDSPWR2的调制剖析才能前进调试PWM信号。
经过TDSPWR2的这种调制剖析功用和TDS5000/7000系列示波器的每秒5GS高取样速率,以及深度记载长度,规划人员便可以以高水平解析度,轻松地撷取线信号的两至三个周期和快速瞬态开关信号。TDSPWR2可主动核算脉冲宽度变量与时刻的联系曲线。
此外,用户都可以依据线路电压、电流信号以及脉冲宽度的时域波形来可检视PWM信号脉冲宽度变量随时刻改变的曲线,以及线路电压和线路电流。这就供给了 PWM信号行为的一幅全景图,而在负载和线路电压改变之际,这正是坚持所需的PF 所必不可少的信息。该应用软件可即时撷取PWM信号中的任何不合乎要求的瞬态。
TDSPWR2软件的电力质量丈量和调制剖析才能,显著地缩短了规划和调试使命的周期。与TDS5000和TDS7000系列示波器的取样速率和存储深度结合运用时,该应用软件可使规划人员以最大的功率,轻松地调试带有有源功率校对电路的开关电源,得到挨近1的功率因数目标。