Cum se măsoară pierderea de putere în comutarea surselor de alimentare folosind un osciloscop digital
Odată cu creșterea cererii de surse de alimentare în comutație în multe industrii, măsurarea și analiza pierderii de putere a următoarei generații de surse de alimentare în comutație a devenit crucială. În acest domeniu de aplicație, osciloscoapele digitale cu fluorescență din seria TDS5000 sau TDS7000, combinate cu software-ul de măsurare a puterii TDSPWR2, vă pot ajuta să finalizați cu ușurință sarcinile de măsurare și analiză necesare.
Noua arhitectură de alimentare cu comutare (SMPS) necesită un curent ridicat și o tensiune joasă pentru procesoarele cu viteză mare de date și nivel de GHz, ceea ce adaugă noi presiuni intangibile asupra proiectanților de dispozitive de alimentare în ceea ce privește eficiența, densitatea puterii, fiabilitatea și costul. Pentru a lua în considerare aceste cerințe în proiectare, proiectanții au adoptat noi arhitecturi, cum ar fi tehnologia de rectificare sincronă, corecția de filtrare a puterii active și frecvența de comutare crescută. Aceste tehnologii aduc, de asemenea, provocări mai mari, cum ar fi pierderi mai mari de putere, disipare termică și EMI/EMC excesive pe dispozitivele comutatoare.
În timpul tranziției de la starea „oprit” (conductor) la „pornit” (închidere), dispozitivul de alimentare va experimenta pierderi mari de putere. Pierderea de putere a dispozitivelor de comutare în starea „pornit” sau „oprit” este relativ scăzută deoarece curentul care trece prin dispozitiv sau tensiunea de pe dispozitiv este mică. Inductoarele și transformatoarele pot izola tensiunea de ieșire și pot uniformiza curentul de sarcină. Inductoarele și transformatoarele sunt, de asemenea, susceptibile la influența frecvenței de comutare, ceea ce duce la disiparea puterii și la defecțiuni ocazionale cauzate de saturație.
În mediile reale de operare, dispozitivele de alimentare cu energie electrică au modificări dinamice continue de sarcină. Situația prezentată în Figura 5 indică faptul că pierderea de putere în timpul conversiei variază și în timpul schimbărilor de sarcină. Deci, un pas important în măsurare este capturarea întregului eveniment de schimbare a sarcinii și identificarea pierderilor de comutator pentru a vă asigura că dispozitivul de alimentare nu este supraîncărcat din cauza acestor factori.
Astăzi, majoritatea designerilor folosesc osciloscoape cu memorie adâncă (2 MB) și rate de eșantionare ridicate pentru a captura evenimente la rezoluția necesară. Dar provocarea care vine cu acesta este cum să analizăm cantitatea mare de date generate de punctele de pierdere ale fiecărui comutator, deoarece pune un stres mare asupra dispozitivului de comutare.
