如何用是德示波器測量電源的開關損耗

在現代開關電源設計中，效率優化是核心目標之一。開關器件（如MOSFET、IGBT）的開關損耗是影響效率的關鍵因素。因此，準確測量開關損耗對于電源性能評估與優化至關重要。是德科技（Keysight）示波器憑借其高帶寬、高精度和強大的分析功能，為工程師提供了高效、精準的測量方案。以下是使用是德示波器測量電源開關損耗的完整流程。

一、測量準備：連接與校準

首先，正確連接被測電路。需使用高壓差分電壓探頭測量開關管漏源極（Vds）電壓，避免共地干擾；同時使用電流探頭（如AC/DC電流探頭）測量漏極電流（Id）。確保所有探頭與示波器通道匹配，并進行探頭校準，包括直流偏置校準和關鍵的延遲校準，以消除電壓與電流信號之間的時間偏移，保證相位一致性。

二、波形采集與設置

將示波器時基設置為較快檔位，以捕捉開關瞬態過程。垂直刻度應根據電壓和電流幅值合理調整，使波形充分占據屏幕但不溢出。觸發方式選擇邊沿觸發，觸發電平設在開關信號跳變區域（如10%~90%幅值），確保波形穩定顯示。

三、開關損耗計算原理

開關損耗包括三部分：開通損耗（Eon）、關斷損耗（Eoff） 和導通損耗（Econd）。示波器通過采集Vds和Id波形，利用數學運算功能對電壓與電流乘積進行積分，計算能量損耗。公式為：

其中Ts為開關周期。對于導通損耗，由于Vds極小（毫伏級），測量誤差大，建議采用I2RI^2RI2R模型，即利用實測電流Id與MOSFET導通電阻Rds(on)計算：

是德示波器支持功率分析軟件（如InfiniiVision的功率應用軟件），可實現開關損耗自動測量。軟件能自動識別開關周期，精確劃分開通、關斷和導通區間，并支持多種損耗計算模型（如UI、I2R）。用戶只需輸入Rds(on)或Uce等參數，軟件即可一鍵輸出開通、關斷及總開關損耗，顯著減少人為誤差，提升測試效率。

五、注意事項

● 確保測量環境無強電磁干擾，必要時使用屏蔽措施；

● 使用高質量、高帶寬探頭，確保信號完整性；

● 定期校準探頭與示波器，保證測量精度；

● 保存波形與數據，便于后續對比分析。

綜上，借助是德示波器的高精度采集能力與專業功率分析軟件，工程師可快速、準確地完成開關損耗測量，為電源效率優化提供可靠依據。