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开关损耗测试在电源调试中重要作用

AGk5_ZLG_zhiyua 来源:互联网 作者:佚名 2017-11-10 08:56 次阅读

MOSFET/IGBT的开关损耗测试是电源调试中非常关键的环节,但很多工程师对开关损耗的测量还停留在人工计算的感性认知上,PFC MOSFET的开关损耗更是只能依据口口相传的经验反复摸索,那么该如何量化评估呢?

一、前言

开关电源(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。同样重要的是,其在 On 状态或 Off 状态下消耗的功率非常小,实现了很高的效率,而生成的热量很低。开关设备在极大程度上决定着 SMPS 的整体性能。开关设备的关键测量项目包括开关损耗、平均功率损耗等等。

二、功率损耗的原理图和实测图

一般来说,开关管工作的功率损耗原理图如图1所示,主要的能量损耗体现在“导通过程”和“关闭过程”,小部分能量体现在“导通状态”,而关闭状态的损耗很小几乎为0,可以忽略不计。

图1 开关管工作的功率损耗原理图

实际的测量波形图结果一般如图2所示。

图2 开关管实际功率损耗测试

三、MOSFET和PFC MOSFET的测试区别

对于普通MOS管来说,不同周期的电压和电流波形几乎完全相同,因此整体功率损耗只需要任意测量一个周期即可。但对于PFC MOS管来说,不同周期的电压和电流波形都不相同,因此功率损耗的准确评估依赖较长时间(一般大于100ms),较高采样率(推荐1G采样率)的波形捕获,此时需要的存储深度推荐在10M以上,并且要求所有原始数据(不能抽样)都要参与功率损耗计算,实测截图如图3所示。

图3 PFC MOSFET功率损耗实测截图

总结

开关损耗测试对于器件评估非常关键,通过示波器的电源分析软件,可以快速有效的对器件的功率损耗记性评估。ZDS3000/4000系列示波器免费标配电源分析软件,欢迎各位工程师拨打400-888-4005申请免费试用哦。

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