Korzystanie z oscyloskopu cyfrowego do testowania etapów metody przełączania zasilania
Dla osób przyzwyczajonych do wykonywania pomiarów szerokopasmowych za pomocą oscyloskopów, pomiary zasilania mogą wydawać się proste ze względu na ich stosunkowo niską częstotliwość. W rzeczywistości istnieje wiele wyzwań związanych z pomiarami mocy, którym projektanci obwodów o dużej prędkości nigdy nie będą musieli stawić czoła.
Napięcie na urządzeniu przełączającym może być wysokie i „zmienne”, tj. nieuziemiony. Szerokość impulsu, okres, częstotliwość i cykl pracy sygnału mogą się różnić. Aby wykryć anomalie, należy przechwycić i przeanalizować przebiegi. Jest to wymagający wymóg dla oscyloskopów. Wiele sond — wymagane są także sondy jednostronne, sondy różnicowe i sondy prądowe.Instrumentmusi mieć dużą pamięć, aby zapewnić miejsce na rejestrację wyników długich akwizycji niskich częstotliwości. Może być konieczne przechwycenie różnych sygnałów o bardzo różnych amplitudach w ramach jednej akwizycji.
Podstawy przełączania zasilania
Dominującą architekturą zasilania prądem stałym w większości nowoczesnych systemów jest zasilacz impulsowy (zasilacz impulsowy), który jest dobrze znany ze swojej zdolności do wydajnego radzenia sobie ze zmiennymi obciążeniami. Ścieżka sygnału energii elektrycznej typowego zasilacza impulsowego obejmuje urządzenia pasywne, urządzenia aktywne i elementy magnetyczne. Zasilacze impulsowe zużywają najmniej stratskładnikijak to możliwe (np.rezystoryi tranzystory liniowe) i wykorzystują przede wszystkim (idealnie) komponenty bezstratne: tranzystory przełączające,kondensatoryi elementy magnetyczne.
Urządzenia zasilaczy impulsowych mają również sekcję sterującą, która obejmuje takie elementy, jak regulator modulacji szerokości impulsu, regulator modulacji częstotliwości impulsu oraz pętlę sprzężenia zwrotnego1. Część sterująca może posiadać własne zasilanie. FIGA. 1 jest uproszczonym schematem zasilacza impulsowego przedstawiającym sekcję konwersji energii elektrycznej, która obejmuje elementy aktywne i pasywne, a także elementy magnetyczne.
Technologia impulsowych zasilaczy wykorzystuje półprzewodnikowe urządzenia przełączające mocy, takie jak tranzystory polowe z tlenkiem metalu (MOSFET) z tranzystorami bipolarnymi z izolowaną bramką (IGBT). Urządzenia te mają krótkie czasy przełączania i są odporne na niestabilne skoki napięcia. Co równie ważne, zużywają bardzo mało energii zarówno w stanie włączonym, jak i wyłączonym, co zapewnia wysoką wydajność i niskie wytwarzanie ciepła. Urządzenia przełączające w dużej mierze determinują ogólną wydajność zasilacza impulsowego. Kluczowe pomiary urządzeń przełączających obejmują: straty przełączania, średnią stratę mocy,bezpiecznaobszar operacyjny i inne.
