Metoda pomiaru oscyloskopu cyfrowego zasilacza impulsowego
Od tradycyjnych zasilaczy analogowych po wydajne zasilacze impulsowe — typy i rozmiary zasilaczy są bardzo zróżnicowane. Wszyscy muszą stawić czoła złożonym i dynamicznym środowiskom pracy. Obciążenie i zapotrzebowanie sprzętu mogą w jednej chwili ulec znaczącym zmianom. Nawet „codzienne” zasilacze impulsowe muszą być w stanie wytrzymać chwilowe wartości szczytowe znacznie przekraczające ich średni poziom operacyjny. Inżynierowie projektujący zasilacze lub systemy wykorzystujące zasilacze muszą zrozumieć warunki pracy zasilacza w warunkach statycznych i najgorszych.
W przeszłości opisywanie charakterystyki zachowania zasilacza oznaczało użycie multimetru cyfrowego do pomiaru prądu i napięcia statycznego oraz wykonywanie trudnych obliczeń za pomocą kalkulatora lub komputera PC. Obecnie większość inżynierów wybiera oscyloskopy jako preferowaną platformę pomiaru mocy. Nowoczesne oscyloskopy można wyposażyć w zintegrowane oprogramowanie do pomiaru i analizy mocy, co upraszcza konfigurację i ułatwia pomiary dynamiczne. Użytkownicy mogą dostosowywać kluczowe parametry, automatycznie obliczać i wyświetlać wyniki w ciągu kilku sekund, a nie tylko surowe dane.
Zagadnienia projektowania zasilaczy i wymagania pomiarowe
W idealnej sytuacji każdy zasilacz powinien działać jak zaprojektowany dla niego model matematyczny. Jednak w prawdziwym świecie komponenty są wadliwe, obciążenia mogą się zmieniać, zasilacze mogą ulegać zniekształceniom, a zmiany środowiskowe mogą wpływać na wydajność. Co więcej, stale zmieniające się wymagania dotyczące wydajności i kosztów sprawiają, że projektowanie zasilaczy jest bardziej złożone. Rozważ następujące kwestie:
Ile watów mocy może utrzymać zasilacz powyżej mocy znamionowej? Jak długo to może trwać? Ile ciepła emituje zasilacz? Co się stanie, gdy się przegrzeje? Jakiego przepływu powietrza chłodzącego wymaga? Co się stanie, gdy prąd obciążenia znacznie wzrośnie? Czy urządzenie może utrzymać znamionowe napięcie wyjściowe? Jak zasilacz radzi sobie z całkowitym zwarciem na końcu wyjściowym? Co się stanie, gdy zmieni się napięcie wejściowe zasilacza?
Projektanci muszą opracowywać zasilacze, które zajmują mniej miejsca, redukują wydzielanie ciepła, obniżają koszty produkcji i spełniają bardziej rygorystyczne normy EMI/EMC. Tylko rygorystyczny system pomiarowy może umożliwić inżynierom osiągnięcie tych celów.
Oscyloskop i pomiar mocy
Dla osób przyzwyczajonych do używania oscyloskopów do pomiarów o dużej szerokości pasma, pomiar mocy może być prosty ze względu na stosunkowo niską częstotliwość. W rzeczywistości istnieje wiele wyzwań związanych z pomiarem mocy, którym projektanci obwodów o dużej prędkości nigdy nie będą musieli stawić czoła.
Napięcie całej rozdzielnicy może być wysokie i „zmienne”, co oznacza, że nie jest ona uziemiona. Szerokość impulsu, okres, częstotliwość i cykl pracy sygnału będą się różnić. Konieczne jest dokładne uchwycenie i analiza przebiegu fali oraz wykrycie wszelkich anomalii w przebiegu. Wymagania dla tego oscyloskopu są surowe. Wiele sond – wymaga jednoczesnego stosowania sond z pojedynczym zakończeniem, sond różnicowych i sond prądowych. Przyrząd musi posiadać dużą pamięć, aby zapewnić miejsce na zapis długoterminowych wyników akwizycji niskich częstotliwości. Może też wymagać przechwycenia w jednej akwizycji różnych sygnałów o znacząco różnych amplitudach.
