デジタルオシロスコープを使用したスイッチモード電源測定方法
スイッチングデバイスの電源を正確に測定するには、最初にオフとオンの電圧を測定する必要があります。ただし、典型的な8-ビットデジタルオシロスコープのダイナミックレンジは、ターンオン期間中のミリボルトレベルの信号と、同じ取得サイクルのターンオフ期間中の高電圧の両方のミリボルトレベル信号を正確にキャプチャするのに十分ではありません。この信号をキャプチャするには、オシロスコープの垂直範囲を分割あたり100ボルトに設定する必要があります。この設定では、オシロスコープは最大1000Vの電圧を受け入れることができ、オシロスコープを過負荷にすることなく700V信号を取得できます。この設定を使用することの問題は、最大感度（解決できる最小信号振幅）が1000/256であり、約4Vであることです。
電力測定にデジタルオシロスコープを使用するには、MOSFETスイッチングデバイスのドレインとソースの間の電圧と電流を測定する必要があります（図2を参照）、またはIGBTのコレクターとエミッタ間の電圧を測定する必要があります。このタスクには、高電圧差動プローブと電流プローブの2つの異なるプローブが必要です。後者は通常、挿入不可能なホール効果プローブです。これらの2つのプローブには、それぞれ独自の伝送遅延があります。これら2つの遅延（時間偏差として知られている）の違いにより、振幅測定が不正確になり、時間関連測定が生じる可能性があります。最大ピーク電力と面積の測定に対するプローブ伝達遅延の影響を理解することが重要です。結局のところ、電力は電圧と電流の産物です。 2つの増殖変数が適切に修正されていない場合、結果は正しくありません。プローブが時間偏差のために正しく較正されていない場合、スイッチ損失などの測定の精度が影響を受けます。
プローブの遅延の影響を示す実際のオシロスコープ画面図。 DUTに接続された微分プローブと電流プローブを使用します。電圧と電流信号は、キャリブレーションフィクスチャを介して提供されます。図6は、電圧プローブと電流プローブ間の時間遅延を示し、図7は両方のプローブ（6.059MW）の時間遅延を修正せずに得られた測定結果を示しています。図8は、プローブの遅延を修正する効果を示しています。 2つの参照曲線の重複は、遅延が補償されていることを示しています。図9の測定結果は、時間の遅延を正しく修正することの重要性を示しています。この例は、時間遅延が6％の測定誤差を導入することを示しています。時間遅延を正確に修正すると、ピークの測定誤差がパワー損失に減少します。
一部の電力測定ソフトウェアは、選択したプローブの組み合わせの時間偏差を自動的に修正できます。ソフトウェアはオシロスコープを制御し、リアルタイム電流と電圧信号を介して電圧と電流チャネル間の遅延を調整して、電圧と電流プローブの間の伝送遅延の差を排除します。
特定の電圧と電流プローブに一定かつ繰り返し可能な伝送遅延がある場合、静的補正時間偏差関数も使用できます。静的補正時間偏差の関数は、組み込みの送信スケジュールに基づいて、選択したプローブの選択した電圧と電流チャネル間の遅延を自動的に調整します。このテクノロジーは、時間の逸脱を最小限に抑えるための高速で便利な方法を提供します。
