开关电源的测量中安全性解决方案

　　大多数示波器的”信号公共线”终端与保护性接地系统相连接，通常称之为“接地”。这样做的结果是：所有施加到示波器上，以及由示波器提供的信号都具有一个公共的连接点。该公用连接点通常是示波器机壳，通过使交流电源设备电源线中的第三根导线接地线，并将探头地线连到一个测试点上。这是一种不安全的测量行为。此行为会将仪器底盘(不再接地)的电压提高为与探头地线相连的测试点电压相同。触摸仪器的用户就会成为接地的最短路径。图2(b)说明了这种危险的情况。

图2b 示波器底盘上出现危险电压的浮动测量

　　图2b中的V1是高于真实接地电压的“偏置”电压，而VMeas是待测电压。根据被测单元(DUT)的不同，V1可能为数百伏，而VMeas则可能为几分之一伏。以此方式浮动机壳接地端会对用户、DUT和仪器构成威胁。

　　此外,它违反了工业健康和安全规定，且获得的测量结果也差。而且交流供电仪器在地面浮动时会出现一个大的寄生电容。因此，浮动测量将受到振荡性的破坏，即图2(a)所示的振铃出现。

浮动测量新方法的引入

　　所谓“浮动”测量，即测量的两个点都不处于接地电位，该测量也常称为差分测量。

　　“信号公共线”与地之间的电压可能会升高到数百伏。“浮动”参考接地的示波器是通过使接地系统无效或使用隔离变压器，将“信号公共线”从地面断开。为此需要通过具有内置隔离通道技术的TPS2000系列示波器,使得工程师和技术人员可以快速、准确、经济地进行多通道隔离测量。

　　因为浮动测量技术使机壳、机柜和连接器等仪器可接触部件具有探头地线连接点的电势，而该技术是危险的，不仅是因为它升高了示波器上存在的电压(操作人员可能会遭到电击)，还因为它向示波器的电源变压器绝缘体上累积了应力，虽然该应力不会立即引发故障，但是可能在将来引发危险的故障(电击和火灾)，即使将示波器恢复至正常地接地操作也无法挽回。这就有可能造成不仅浮动参照接地的示波器很危险，而且会使测量方法不准确，即该电势的误差是由于在地线连接点处直接将示波器机壳的总电容与被测电路相连所致。于是又需采用安全放在第一位的隔离通道(LsoIated ChanneI)技术作为解决方案。

隔离通道技术

　　在当今使用的宽带示波器系统中，最常用的隔离方法是双路方法，将输入信号分为两个信号：低频和高频。该方法需要每个输入通道都具有昂贵的光耦合器和宽带线性变压器。

　　使用创新的隔音技术，取消了双路方法，而对每个从直流到示波器带宽的输入通道仅使用一个宽带信号通路。通过该技术，可以提供第一批具有四个输入 (1solated Channel)、低成本并使用电池供电的示波器，该电池可供示波器连续工作八个小时。对于需要进行四通道隔离测量，并希望获得由低成本并使用电池供电的示波器提供的性能和易用性的工程师和技术人员来讲,选择内置有隔离通道技术的TPS2000系列示波器是理想工具。

　　图3说明了隔离通道的概念。

图3 将安全放在第一位的IsolatedChannel技术，可以快速、准确、经济地进行多通道隔离测量

　　四隔离通道输入体系结构向”正”输入和”负基准”导线(包括外部触发输入)提供了真实且完整的通道间隔离。

　　电源控制电路(例如电机控制器、不间断电源和工业设备)中的浮动测量要求最为严格。在这些应用领域中，电压和电流可能大到足够对用户和测试设备造成威胁。

　　要保证测量质量，隔离通道技术是首选解决方案，并且该技术始终将安全放在第一位。如果存在较大的共模信号，能有效的通道与通道隔离将寄生效应的影响降到最低，测量系统的容量越小，那么它与环境的交互影响也就越小。完全隔离的电池供电仪器本身并不涉及接地问题。每个探头都具有一条与仪器底盘隔离的”负基准”导线，而不是使用一条固定的地线。