在現(xiàn)代電子技術(shù)領(lǐng)域，開關(guān)電源已成為電源管理的核心技術(shù)。其通過精確控制開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷時間比（PWM調(diào)制），實現(xiàn)了高效穩(wěn)定的電壓輸出。這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于消費電子（如手機/筆記本充電器）、工業(yè)控制、通信設(shè)備以及醫(yī)療電子等領(lǐng)域，其核心優(yōu)勢在于：

高功率密度：單位體積輸出功率顯著提升

高效轉(zhuǎn)換：典型效率可達85%-95%

寬輸入范圍：適應(yīng)全球電網(wǎng)波動

動態(tài)響應(yīng)快：滿足負載突變場景需求 

隨著第三代半導(dǎo)體器件（GaN/SiC）的應(yīng)用，現(xiàn)代開關(guān)電源的工作頻率已突破MHz級，這對測試測量技術(shù)提出了更高要求。RIGOL示波器憑借其卓越的帶寬性能和深度分析功能，成為開關(guān)電源完整性測試的理想解決方案。

開關(guān)電源測試核心挑戰(zhàn)

高頻信號捕獲：現(xiàn)代電源開關(guān)頻率達數(shù)百kHz至MHz級

多參數(shù)同步分析：需同時觀測電壓、電流、紋波及控制信號

動態(tài)響應(yīng)評估：負載階躍時的瞬態(tài)特性分析

EMI預(yù)兼容測試：開關(guān)噪聲的頻域分布分析

安全隔離要求：高壓側(cè)與低壓側(cè)信號隔離測量

RIGOL測試系統(tǒng)配置方案

主機平臺選擇

推薦配置：對于高頻開關(guān)電源測試，建議選擇MSO8000系列，其2GHz帶寬和10GSa/s采樣率可完整捕獲開關(guān)瞬態(tài)過程，16bit垂直分辨率有效提升小信號測量精度。

探頭系統(tǒng)配置

電壓測量：

PVP2150/PVP2350無源探頭：1X/10X衰減比，100MHz/350MHz帶寬

RP1000D高壓差分探頭：50MHz-500MHz帶寬，1kV/2kV測量范圍

電流測量：

RP1000C系列電流探頭：50A/100A峰值測量，DC-50MHz帶寬

特殊應(yīng)用：

T2R1000探頭適配器：實現(xiàn)TekProbe接口兼容

RPA246偏移校準夾具：消除探頭系統(tǒng)誤差

軟件分析套件

UPA-DS Ultra Power Analyzer：提供完整的電源分析功能包，包括：

開關(guān)損耗分析（Turn-on/off損耗計算）

磁性元件評估（電感電流紋波測量）

電源質(zhì)量分析（THD、諧波、功率因數(shù)）

動態(tài)響應(yīng)測試（負載階躍響應(yīng)時間測量）

環(huán)路穩(wěn)定性分析（Bode圖繪制）

典型測試場景實現(xiàn)

1. 開關(guān)損耗分析

測試配置：

通道1：連接PVP2350探頭測量MOSFET柵極驅(qū)動信號

通道2：連接RP1000D差分探頭測量漏源極電壓

通道3：連接RP1000C電流探頭測量電感電流

分析流程：

設(shè)置UPA-DS軟件開關(guān)損耗分析模塊

定義導(dǎo)通/關(guān)斷閾值電壓（通常為Vth±10%）

自動計算導(dǎo)通損耗（Eon）、關(guān)斷損耗（Eoff）及總開關(guān)損耗

生成損耗分布統(tǒng)計報表

2. 輸出紋波測量

關(guān)鍵要點：

采用20MHz帶寬限制功能抑制開關(guān)噪聲

使用短接地彈簧針減少環(huán)路面積

示波器垂直刻度設(shè)置為mV級精細測量

啟用余輝顯示觀察紋波包絡(luò)

3. 環(huán)路穩(wěn)定性分析

實現(xiàn)方法：

注入點選擇：在反饋環(huán)路中串聯(lián)5Ω電阻

信號注入：使用RIGOL函數(shù)發(fā)生器施加掃頻信號（10Hz-1MHz）

測量配置：

通道1：測量注入點電壓（擾動信號）

通道2：測量輸出電壓變化

UPA-DS自動計算增益/相位裕度，繪制Bode圖

測試優(yōu)化技巧

探頭補償校準：每次更換探頭或溫度變化后執(zhí)行

接地優(yōu)化：使用接地環(huán)或接地彈簧針減少輻射干擾

觸發(fā)設(shè)置：采用邊沿觸發(fā)+脈寬觸發(fā)組合提高捕獲穩(wěn)定性

深度存儲應(yīng)用：開啟200Mpts存儲深度實現(xiàn)長時基下的精細測量

數(shù)學(xué)運算功能：利用FFT分析開關(guān)噪聲頻譜分布

RIGOL示波器系統(tǒng)為開關(guān)電源設(shè)計提供了從器件級到系統(tǒng)級的完整測試解決方案。通過合理配置主機平臺、探頭系統(tǒng)及分析軟件，工程師可實現(xiàn)：

開關(guān)特性精準表征

損耗機制深度解析

動態(tài)響應(yīng)全面評估

可靠性風(fēng)險提前預(yù)警

這種測試方法論不僅適用于傳統(tǒng)硅基電源設(shè)計，更可擴展至GaN、SiC等新型半導(dǎo)體器件的電源系統(tǒng)開發(fā)，為電源工程師提供強有力的技術(shù)支撐。