具有長(zhǎng)存儲(chǔ)的示波器，不僅能捕獲和顯示高頻開(kāi)關(guān)型電源開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換信號(hào)的詳細(xì)信息，甚至可通過(guò)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)許多毫秒的瞬態(tài)信號(hào)捕獲顯示。示波器可在啟動(dòng)或保護(hù)模式期間，或在經(jīng)過(guò)功率因數(shù)校正的離線整流系統(tǒng)的整個(gè)AC線路周期上，一次記錄多達(dá)四個(gè)波形的高分辨率信號(hào)細(xì)節(jié)。有些型號(hào)的示波器內(nèi)置有功能強(qiáng)大的波形計(jì)算功能，可用來(lái)計(jì)算瞬時(shí)或平均功率損耗或諧波頻譜，并可在示波器屏幕上直接顯示計(jì)算結(jié)果。波形計(jì)算功能也可用于提高測(cè)量值的精度。在某些示波器上，高壓差分探頭以及DC電流探頭可直接插在前面板上，對(duì)開(kāi)關(guān)型電源波形進(jìn)行懸浮測(cè)量。用戶可通過(guò)校準(zhǔn)測(cè)試夾具自動(dòng)校準(zhǔn)和設(shè)置所有探頭的零電平。有些型號(hào)的示波器配備有內(nèi)置的WindowsPC系統(tǒng)，因而可簡(jiǎn)化示波器與個(gè)人PC機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸工作。波形可作為圖形文件導(dǎo)出并直接在文本編輯或演示程序中使用。用戶還可以將數(shù)值數(shù)據(jù)導(dǎo)出至個(gè)人PC機(jī)，然后用電子表格或數(shù)學(xué)程序作進(jìn)一步的分析。此外，也可用內(nèi)置的軟驅(qū)或內(nèi)置的以太網(wǎng)連接將這些文件傳輸?shù)狡渌?a href="http://m.makelele.cn/v/tag/1247/" target="_blank">電腦系統(tǒng)。這些功能可用于記錄兩種變流器系統(tǒng)的瞬態(tài)和保護(hù)模式，或用于分析磁芯損耗。本《應(yīng)用說(shuō)明》將討論RTO64示波器在電源電子設(shè)備方面的應(yīng)用，以使用戶能充分利用這種儀器的強(qiáng)大功能，來(lái)滿足實(shí)際工作中的各項(xiàng)測(cè)量需要，如紋波、平均功率損耗、AC電流線路諧波，以及B-H特性等。

一、捕獲和分析高壓側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)波形

如果開(kāi)關(guān)變流器中含沒(méi)有參考接地的晶體管，則很難捕獲柵驅(qū)動(dòng)器電路的波形。例如，圖1中的半橋電路的高壓側(cè)MOSFET（場(chǎng)效應(yīng)晶體管）就是沒(méi)有參考接地的。為了驗(yàn)證工作正確與否，需對(duì)高壓側(cè)激勵(lì)器所產(chǎn)生的柵-源電壓進(jìn)行測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)的電壓探頭不能直接測(cè)量柵-源電壓，因?yàn)樘筋^的接地端子是通過(guò)示波器和其電源與接地相連。斷開(kāi)安全接地則會(huì)使示波器置于"懸浮"狀態(tài)，這是很不安全的作法；而且，這種作法還會(huì)產(chǎn)生不正確的測(cè)量值，因?yàn)槭静ㄆ麟娫磧?nèi)的共模電容會(huì)中斷被測(cè)電路的運(yùn)行。有兩種標(biāo)準(zhǔn)的電壓探頭可分別用來(lái)測(cè)量柵-接地和源-接地電壓。然后可通過(guò)減去通道、移除共模信號(hào)（即源-接地電壓）求得柵-源電壓。但當(dāng)柵-源電壓小于電源電壓時(shí)，這種方法則不盡人意，因?yàn)椴划?dāng)?shù)墓材Ｐ盘?hào)有使輸入放大器達(dá)到飽和。

二、捕獲和分析電流控制的DC-DC變流器中的保護(hù)模式RTO64示波器的高分辨率捕獲功能，長(zhǎng)記錄長(zhǎng)度以及高取樣速率，是捕獲和分析電流控制的DC-DC變流器中的保護(hù)模式所需的理想工具。您可通過(guò)這些功能確定每一周期的限流電路是否能正常工作。該系列儀器可輕而易舉地以超高的分辨率捕獲瞬態(tài)信號(hào)，非常適合于觀察電流控制變流器中每一周期的限流電路工作情況。

三、測(cè)量經(jīng)功率因數(shù)校正（PFC）的AC-DC整流器中的線路電流諧波RTO64示波器配備有長(zhǎng)記錄長(zhǎng)度、快速傅里葉變換（FFT）數(shù)學(xué)計(jì)算和自動(dòng)測(cè)量功能，是測(cè)量經(jīng)功率因數(shù)校正（PFC）的AC-DC開(kāi)關(guān)型整流器中AC線路電流諧波的一流工具。該示波器的數(shù)學(xué)計(jì)算功能包括時(shí)域和頻域中的波形頻譜分析。各種頻域控制都和傳統(tǒng)的頻譜分析儀相似，能設(shè)定中心頻率、跨距和分辨率帶寬。示波器采用FFT函數(shù)繪制測(cè)定波形的幅度和相位頻譜。

我們?cè)诖死L制了測(cè)定的AC線路電流波形的諧波幅度。

四、監(jiān)視磁芯飽和與顯示B-H特性RTO64示波器可用來(lái)在測(cè)試和操作兩種條件下，監(jiān)測(cè)磁芯飽和并顯示B-H的特性；方法是：用示波器的波形積分計(jì)算功能進(jìn)行計(jì)算，然后將波形數(shù)值數(shù)據(jù)導(dǎo)出至Excel電子表格或其它數(shù)據(jù)分析工具。這種高性能示波器可用來(lái)以幾種格式導(dǎo)出波形、圖像和測(cè)量值，以使您隨后能用其它應(yīng)用工具進(jìn)行進(jìn)一步的分析。測(cè)量使用.csv格式（逗號(hào)分隔方式）時(shí)可直接導(dǎo)入至Excel電子表格。以.csv格式導(dǎo)出的波形不含定時(shí)和標(biāo)度信息；而是把波形作為帶幅度而無(wú)單位的值加以導(dǎo)出。數(shù)據(jù)將按順序?qū)懭胛募?，即從波形的第一個(gè)樣值到最后一個(gè)樣值。磁芯材質(zhì)的通量密度B和磁場(chǎng)強(qiáng)度H之間的關(guān)系，對(duì)電感器或變壓器的設(shè)計(jì)甚為重要。這一特性的斜率是磁芯材料的磁導(dǎo)率μ，它對(duì)電感有影響作用。磁芯材料在高通量密度時(shí)將處于飽和狀態(tài)，從而導(dǎo)致磁導(dǎo)率和電感的大幅度降低。B-H回路內(nèi)所含面積等于磁心材料容積單位中每一周期所損耗的能量（磁芯損耗）。通過(guò)B和H之比，您便可驗(yàn)證開(kāi)關(guān)變流器中磁元件的磁芯損耗和飽和度（或缺少飽和度）之情況。這種測(cè)量甚至可在變流器運(yùn)行期間，在其內(nèi)的電感線圈上進(jìn)行。

用法拉第（Faraday）定律可確定出通量密度B與施加在繞組上的電壓積分的關(guān)系。因此，我們可通過(guò)捕獲并求繞組電壓波形的積分而測(cè)定B(t)。用安培（Ampere）定律可確定出磁場(chǎng)強(qiáng)度H與繞組電流的關(guān)系（或，在多匝繞組元件中，與所有繞組的總安匝的關(guān)系）。我們可通過(guò)DC電流探頭捕獲電流波形的方式來(lái)測(cè)量H(t)。對(duì)于多匝器件，該電流探頭可一次夾在所有繞組上（如果匝比不是1：1，多匝則須按其它匝比與電流探頭連接）。

五、 測(cè)量熒光燈電子鎮(zhèn)流器的啟動(dòng)和運(yùn)行模式電子鎮(zhèn)流器中有一個(gè)高頻變流器，它以AC激勵(lì)燈管，頻率范圍通常為50至100Khz。鎮(zhèn)流器必須提供一個(gè)高壓才能啟動(dòng)燈管；啟動(dòng)過(guò)程可能需要幾十毫秒。燈管啟動(dòng)后，變流器須（以較低的電壓）提供穩(wěn)壓電流，使燈以穩(wěn)定的亮度和功率運(yùn)行。為了確保熒光燈使用中的可靠性，測(cè)定啟動(dòng)瞬態(tài)期間的電壓和電流波形是必不可少的測(cè)量工作。晶體管的開(kāi)關(guān)時(shí)間，其持續(xù)時(shí)間通常為幾十納秒，而開(kāi)關(guān)周期則是十或二十毫秒，啟動(dòng)瞬態(tài)可持續(xù)幾十毫秒。捕獲這些事件需要每秒幾十或幾百兆樣值（Megasample）的取樣速率，記錄長(zhǎng)度需為幾十毫秒。

六、 將開(kāi)關(guān)電源紋波和AC線路紋波分離在線性電源中，測(cè)量?jī)杀豆ゎl（120Hz）輸出紋波較為容易，因?yàn)槟稍诰€路電壓上觸發(fā)示波器，然后由示波器顯示工頻紋波。但在開(kāi)關(guān)型電源中則不同，輸出信號(hào)由上百kHz的開(kāi)關(guān)紋波以及其它噪聲所影響，故很難對(duì)AC線路整流波動(dòng)產(chǎn)生的輸出電壓的紋波分量進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量功率因數(shù)校正的離線整流器中的輸入電流波形質(zhì)量時(shí)，也有同樣的問(wèn)題。

七、 測(cè)量開(kāi)關(guān)變換過(guò)程中的瞬時(shí)功率和平均功率在開(kāi)關(guān)變流器中，當(dāng)電流流過(guò)其導(dǎo)通正向電壓降時(shí)，功率晶體管中將感生傳導(dǎo)損耗。在開(kāi)啟和切斷的開(kāi)關(guān)躍遷期間，可觀察到在晶體管中有大量的可導(dǎo)致開(kāi)關(guān)損耗的瞬時(shí)電壓和電流。開(kāi)關(guān)損耗一般來(lái)源于二極管反向恢復(fù)和MOSFET漏極-源電容。即使晶體管的開(kāi)關(guān)時(shí)間很短，但開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的平均功率損耗是顯著的以傳統(tǒng)的測(cè)試方法很難做這種測(cè)量，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)跳變期間的電壓和電流波形錯(cuò)綜復(fù)雜，而且晶體管在通態(tài)和斷態(tài)期間的電壓變化很大。總MOSFET損耗雖然可用熱耗散法加以測(cè)定，但這些方法存在這機(jī)械和精度方面的問(wèn)題。通過(guò)電壓電流乘積方法精確地測(cè)量開(kāi)關(guān)型晶體管中的平均損耗之能力，為設(shè)計(jì)工程師提供了一種很有用的基本工具。

八、 測(cè)量PFC升壓（Boost）變換器中的晶體管損耗測(cè)量開(kāi)關(guān)電源變換器中的傳導(dǎo)和開(kāi)關(guān)損耗，過(guò)去是一項(xiàng)非常艱難的任務(wù)。在開(kāi)關(guān)跳變期間，較高的瞬態(tài)電壓和電流都同時(shí)施加于晶體管，從而導(dǎo)致相當(dāng)大的能量損耗。測(cè)量這種損耗需要瞬態(tài)電壓和電流波形相乘并求積分。此外，晶體管開(kāi)啟期間還會(huì)出現(xiàn)傳導(dǎo)損耗，其程度等于正向電壓降乘以導(dǎo)通電流。因此必須乘以晶體管瞬態(tài)電壓和電流，并求開(kāi)關(guān)周期上產(chǎn)生的瞬態(tài)功率波形的積分。除以開(kāi)關(guān)周期后，便可獲得平均功率損耗。經(jīng)功率因數(shù)校正的整流器須對(duì)其輸入電流波形進(jìn)行控制，才能使用施加的AC線路電壓。在這些變流器中，開(kāi)關(guān)的占空比通常隨AC線路周期變化。這些變流器的損耗計(jì)算，又因該損耗隨AC線路周期變化之事實(shí)而進(jìn)一步復(fù)雜化。若需計(jì)算晶體管的平均損耗，須在快速（幾十納秒）開(kāi)關(guān)躍遷期間，精確地求出瞬態(tài)功率積分的同時(shí)，又要在半工頻周期上求積分。