巧用示波器的计算功能分析热插拔电路

作者：时间：2012-06-13 来源：网络收藏

如此方式测得的功率波形可用来判断MOSFET是否工作在其安全工作区(SOA),或根据数据资料的相关图表估算MOSFET结温的温升。根据实测波形直接进行计算的误差要小很多。另外，即使如图3b所示的浪涌电流和dV/dt都不是常数，功耗的测量波形依然精确。

图3a 图1电路中的MOSFET功耗 (红色波形)，COUT=360µF，浪涌电流被限制在2A。

图3b 浪涌电流和dV/dt都不是常数时，测得的功耗波形依然精确。此处的浪涌电流就没有限流。

图4 对功率积分可以得出图1电路中MOSFET在开启阶段的总能耗

如果示波器支持积分功能, 则能进一步得出MOSFET在任何高耗能事件中的实际总能耗。图4新增红色曲线为利用示波器积分功能计算出MOSFET消耗的能量信息。

如图3a所示，COUT为360µF，浪涌电流被限制在2A。由于功率在MOSFET开启的2ms内是一个三角形状，可以算出大约有24W/2×2ms=24mJ的能量变成了热。可以看出，当MOSFET开启结束时，示波器积分功能计算出的能量数据就是24mWs (=24mJ)!

此类功能还适用于分析MOSFET的其它瞬态事件，如关断，短路或过载。如此详尽的功率和能量数据可用来精确分析MOSFET瞬态事件发生时的SOA和温度特性。

测量负载电容

数字示波器计算功能中的积分功能还可用来测量热插拔电路中的负载电容。假设不考虑电路阻抗对电流的影响，则负载电容值等于电容电压每变化一伏改变的电量；而电量就是电流对时间的积分。因此，对热插拔电路浪涌电流除以输出电压的值进行积分，数字示波器就可以精确计算出负载电容值大小。图5a中，热插拔控制器输出有三个10µF陶瓷电容。由于作为分母的电压初始值为零，所以计算曲线的开始阶段没有任何实际意义。但VOUT超过伏后，计算出的电容值大约为27µF。可以看出，尽管示波器的功能已经十分强大，但仍不能如我们所希望的那样正确显示电容值单位！

图5b的测试和图5a相同,但在输出电容处增加了一个330µF电解电容，当MOSFET开启结束时，可以看到示波器显示结果恰好就是360µF，正是我们所期望的。注意阻性负载会降低电容测试的精度，因为它会分流进入电容的电荷。但对于瞬态时间分析，结果依然非常有用。