3．用乘法运算进行功率测试

在很多电源的测试中，除了要对被测电路的电压、电流进行测试以外，还要对功率进行测试。现在的很多开关电源内部的开关电路，由于电压、电流都是动态变化的，而且有一定的相位关系，因此不能用电压有效值和电流有效值直接相乘得到有功功率，而是要对瞬时功率进行积分。由于瞬时功率是瞬时电压和瞬时电流的乘积，所以需要用被测件的电压波形和电流波形相乘得到瞬时功率的波形，再对瞬时功率进行积分得到一段时间内的有功功率。

例如对于图8.8所示的开关电源电路，其核心器件是进行开关切换的MOSFET（场效应管）。在开关电源的工作过程中，反馈回路会实时监控输出端的电压变化情况，并通过PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）控制电路调整脉冲宽度，以保证滤波后在输出端得到一个稳定的输出电压。

图8.8 典型的开关电源电路

在理想情况下，MOSFET器件不是处于打开状态就是关闭状态。在打开时，有较大电流流过，而MOSFET的源极和漏极间电压接近为0；在关闭时，电流截断，而MOSFET的源极和漏极间承受比较大的电压。因此，在理想的打开或者关闭状态下，MOSFET的源极和漏极间不是电压为0就是电流为0, MOSFET本身不消耗功率，这就是开关电源可以比线性电源提供更高效率的一个原因。

但是在实际情况下，都不可能做到完全导通或者完全截断的状态，因此MOSFET还是会消耗一定的功率。特别是在开关导通切换过程中（见图8.9），存在电压逐渐减小、电流逐渐增大的过渡阶段；而在开关关断过程中，存在电压逐渐增大、电流逐渐减小的过渡阶段。这两个阶段电压和电流都不为0，因此会有比较大的功率消耗。

图8.9 实际开关电源的开关过程

为了进行上述MOSFET的开关损耗的测试，可以用差分探头测量其源极和漏极间电压变化波形，用电流探头测量流过其源极和漏极的电流。然后对电压波形和电流波形用数学函数功能进行相乘（见图8.10），以得到瞬时功率的波形。从功率波形上能很清晰看到MOSFET在不同时刻的功率损耗情况，进一步对瞬时功率波形进行积分还可以得到一个开关周期或一段时间内的功耗情况。

图8.10 用乘法函数得到信号功率波形