是德示波器如何测量电源的开关损耗

在现代开关电源设计中，效率优化是核心目标之一。开关器件（如MOSFET、IGBT）的开关损耗是影响效率的关键因素。因此，准确测量开关损耗对于电源性能评估与优化至关重要。是德科技（Keysight）示波器凭借其高带宽、高精度和强大的分析功能，为工程师提供了高效、精准的测量方案。以下是使用是德示波器测量电源开关损耗的完整流程。

一、测量准备：连接与校准

首先，正确连接被测电路。需使用高压差分电压探头测量开关管漏源极（Vds）电压，避免共地干扰；同时使用电流探头（如AC/DC电流探头）测量漏极电流（Id）。确保所有探头与示波器通道匹配，并进行探头校准，包括直流偏置校准和关键的延迟校准，以消除电压与电流信号之间的时间偏移，保证相位一致性。

二、波形采集与设置

将示波器时基设置为较快档位，以捕捉开关瞬态过程。垂直刻度应根据电压和电流幅值合理调整，使波形充分占据屏幕但不溢出。触发方式选择边沿触发，触发电平设在开关信号跳变区域（如10%~90%幅值），确保波形稳定显示。

三、开关损耗计算原理

开关损耗包括三部分：开通损耗（Eon）、关断损耗（Eoff） 和导通损耗（Econd）。示波器通过采集Vds和Id波形，利用数学运算功能对电压与电流乘积进行积分，计算能量损耗。公式为：

其中Ts为开关周期。对于导通损耗，由于Vds极小（毫伏级），测量误差大，建议采用I2RI^2RI2R模型，即利用实测电流Id与MOSFET导通电阻Rds(on)计算：

是德示波器支持功率分析软件（如InfiniiVision的功率应用软件），可实现开关损耗自动测量。软件能自动识别开关周期，精确划分开通、关断和导通区间，并支持多种损耗计算模型（如UI、I²R）。用户只需输入Rds(on)或Uce等参数，软件即可一键输出开通、关断及总开关损耗，显著减少人为误差，提升测试效率。

五、注意事项

● 确保测量环境无强电磁干扰，必要时使用屏蔽措施；

● 使用高质量、高带宽探头，确保信号完整性；

● 定期校准探头与示波器，保证测量精度；

● 保存波形与数据，便于后续对比分析。

综上，借助是德示波器的高精度采集能力与专业功率分析软件，工程师可快速、准确地完成开关损耗测量，为电源效率优化提供可靠依据。