巧用示波器的計算功能分析熱插拔電路

作者：時間：2012-06-13 來源：網絡

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如此方式測得的功率波形可用來判斷MOSFET是否工作在其安全工作區(qū)(SOA),或根據數據資料的相關圖表估算MOSFET結溫的溫升。根據實測波形直接進行計算的誤差要小很多。另外，即使如圖3b所示的浪涌電流和dV/dt都不是常數，功耗的測量波形依然精確。

圖3a 圖1電路中的MOSFET功耗 (紅色波形)，COUT=360µF，浪涌電流被限制在2A。

圖3b 浪涌電流和dV/dt都不是常數時，測得的功耗波形依然精確。此處的浪涌電流就沒有限流。

圖4 對功率積分可以得出圖1電路中MOSFET在開啟階段的總能耗

如果示波器支持積分功能, 則能進一步得出MOSFET在任何高耗能事件中的實際總能耗。圖4新增紅色曲線為利用示波器積分功能計算出MOSFET消耗的能量信息。

如圖3a所示，COUT為360µF，浪涌電流被限制在2A。由于功率在MOSFET開啟的2ms內是一個三角形狀，可以算出大約有24W/2×2ms=24mJ的能量變成了熱。可以看出，當MOSFET開啟結束時，示波器積分功能計算出的能量數據就是24mWs (=24mJ)!

此類功能還適用于分析MOSFET的其它瞬態(tài)事件，如關斷，短路或過載。如此詳盡的功率和能量數據可用來精確分析MOSFET瞬態(tài)事件發(fā)生時的SOA和溫度特性。

測量負載電容

數字示波器計算功能中的積分功能還可用來測量熱插拔電路中的負載電容。假設不考慮電路阻抗對電流的影響，則負載電容值等于電容電壓每變化一伏改變的電量；而電量就是電流對時間的積分。因此，對熱插拔電路浪涌電流除以輸出電壓的值進行積分，數字示波器就可以精確計算出負載電容值大小。圖5a中，熱插拔控制器輸出有三個10µF陶瓷電容。由于作為分母的電壓初始值為零，所以計算曲線的開始階段沒有任何實際意義。但VOUT超過伏后，計算出的電容值大約為27µF?？梢钥闯觯M管示波器的功能已經十分強大，但仍不能如我們所希望的那樣正確顯示電容值單位！

圖5b的測試和圖5a相同,但在輸出電容處增加了一個330µF電解電容，當MOSFET開啟結束時，可以看到示波器顯示結果恰好就是360µF，正是我們所期望的。注意阻性負載會降低電容測試的精度，因為它會分流進入電容的電荷。但對于瞬態(tài)時間分析，結果依然非常有用。