開關電源的質量直接影響到產品的性能及其安全可靠性。電源測試項目多，計算量大，統計繁瑣等問題一直困擾著工程師們，本文將對開關電源的幾個重要測試項目進行講解。

示波器電源測試分析主要實現使用示波器來對電源(開關電源)進行相關測試，提高電源開發人員的工作效率，方便對電源模塊進行測試。主要涉及開關電源(AC/DC)有關測試。

在大多數現代系統中，流行的DC電源結構是開關電源(SMPS)，這種電源因能夠高效處理負載變化而聞名。典型SMPS的電源信號路徑包括無源元件、有源元件和磁性元件。SMPS最大限度地減少了有損耗的元件的使用量，如電阻器和線性模式晶體管，重點采用(在理想條件下)沒有損耗的元件，如開關式晶體管、電容器和磁性元件。其主要構成如圖1所示。  

圖1 開關電源原理圖

開關電源的測試參數主要包括輸入端分析、輸出端分析、磁性元件分析、開關器件分析、調制分析、環路分析等，如下圖2為示波器進入電源分析測試界面后，對應各個測試功能的測試項目。

圖2 電源分析項目

輸入端分析——諧波測試

由于電源諧波的產生會增大電源系統的諧波損耗，降低電源利用率，使電源端負載等設備過載運行，縮短使用壽命，也有可能發生諧振現象，導致各個器件因電流過大或電壓過大而損壞等，所以對諧波的參數測試和分析就至關重要了。

ZDS3000系列以上的示波器可根據IEC61000-3-2測試0-40次電流諧波有限值，按對諧波電流的限制，設備可被分為ABCD四類，并支持諧波有效值導出報表，示波器諧波測試界面如下圖3所示。

圖3 電流諧波測試界面

次數：諧波次數是范圍是0~40。

諧波值：用于顯示某次電流諧波分量的有效值，使用統一的單位，單位由最大值動態決定。

諧波限值：諧波限值根據IEC 61000-3-2的 A、B、C、D 類標準動態計算得到的限值，選擇的類別不一樣將得到不一樣的電流限值。

狀態：該狀態用于顯示與標準比較后的結果。

輸出端分析——輸出紋波

輸出紋波主要指輸出的直流中的交流成分，在電路的頻率和開關的頻率都有可能產生紋波。在一些設備中對這些紋波非常敏感，所以必須對電源輸出的紋波進行測量，一般紋波大小為mV，采用峰峰值表示。

示波器電源分析功能中有快捷測試輸出紋波的選型，通過Analyze進入選擇輸出紋波，設置好配置即可快捷得出輸出紋波參數，并支持導出報表。

圖4 輸出紋波測試界面

開關元件分析——開關損耗測試

開關電源的開關器件總是工作在打開或關閉狀態，可以提供更高的效率。理想情況下，開關器件打開和關閉是沒有損耗的但現實情況中，開關器件工作是存功率損耗的。主要包括開關損耗，傳導損耗。如下圖5所示。

圖5 實際開關損耗

針對功率損耗主要計算主要包括三部分之和：

導通過程損耗+關閉過程損耗+導通損耗

Ploss = Pon + Poff + Pcond