不同工况下如何应对开关损耗测试？

开关模式电源(Switch Mode Power Supply，也可简便缩写为SMPS)。作为一种高频化电能转换装置，毅然成为现下直流电源的主流架构。其本身不单可以轻松应对负载变化，除此之外还可显著提升能源利用效率。

在SMPS技术背后的秘密，在于巧妙运用了金属氧化物场效应晶体管(MOSFET)与绝缘栅双极晶体管(IGBT)等功率半导体开关器件。该类神奇的器件，不但让开关速度快如闪电，还可以轻松应对不稳定电压尖峰所带来的困扰。关键在于它们还能在开通与断开状态间切换的状态下，以极低的能量消耗产生较高的效率且保持较低的发热温度。

此外，在开关损耗的接线过程中，由于施加在开关半导体器件上的电压会很高且浮地，所以在测量过程中，高压差分探头与电流探头就成为工程师们必不可少的测试工具。

 连接方式如下图中所示，差分探头负责捕捉漏源极电压(Vds)变化，电流探头负责监测漏电流(ID)波动。

在此有一个关键点需要大家注意，这两种探头其自身所具备的传输延迟却会随着时间的推移以延迟差的形式影响测试的准确性。所以在实操过程中我们一定要消除两支探头间的传输延迟，才可以完成对开关损耗的精确测量。

在完成“去延迟”操作的前一步，需要先选取一个可提供稳定时间差的电压、电流信号作为测量的标准源。横河701936同步信便是一款十分理想的选择（如下图所示）：其采用USB电缆供电，可通过USB接口与示波器直连，便于使用者取电；它不单支持多种类型的钳式电流探头，如Yokogawa 701930和701931，还支持使用者在测量时施加1A的信号源以便于完成更大范围的电流测量；此外还可与0.1A的供电电流可移动线圈组合以完成对AEM、LEM与部分离核心Hitec的直通型CT测量。

除了按照设定自动测试开关损耗之外，使用者还可参考功率波形，使用Math（运算）功能对开关损耗测量进行手动设置。

具体方式为：如下图中所示打开Math通道运算，公式选择S1×S2， 在S1处选择电压所在通道，S2处选择电流所在通道，其中功率=电压×电流，即P=U×I，得出的Math波形便是功率波形。

【Math通道运算界面】

之后采用Measure（测量）功能，打开Measure测量菜单，选择对时间积分项目（IntegTY），手动调整测量区域，得到测量值便是开关损耗结果。

【开关损耗测量中的Measure测量菜单】

其中功耗=功率对时间的积分，即 W=∫ (P (t)dt)

【手动设置开关损耗测量示意图】

除常规单周期的开关损耗外，工程师还应要关注多周期开启损耗与关闭损耗，但是要想完成这一进阶测试，在此就要利用横河示波器的历史存储功能与统计功能前来助力。