Cum să utilizați osciloscopul digital pentru a testa alimentarea cu comutare
Osciloscop și măsurători de putere
Pentru cei obișnuiți să facă măsurători de lățime de bandă mare cu un osciloscop, măsurătorile sursei de alimentare pot fi simple din cauza frecvenței lor relativ scăzute. De fapt, există multe provocări în măsurarea puterii pe care designerii de circuite de mare viteză nu trebuie niciodată să le facă față.
Întregul aparat de comutare poate fi la tensiune înaltă și „plutitor”, adică să nu fie conectat la masă. Lățimea impulsului, perioada, frecvența și ciclul de lucru al semnalului se vor schimba. Forma de undă trebuie capturată și analizată cu fidelitate pentru a găsi orice anomalie în forma de undă. Acest lucru este solicitant pentru osciloscop. Sonde multiple – Sunt necesare sonde cu un singur capăt, sonde diferențiale și sonde de curent. Instrumentul trebuie să aibă o memorie mare pentru a oferi spațiu de înregistrare pentru rezultate de achiziție de joasă frecvență pe termen lung. Și poate fi necesară captarea diferitelor semnale cu amplitudini foarte diferite într-o singură achiziție.
Bazele comutării sursei de alimentare
Arhitectura de alimentare DC dominantă în majoritatea sistemelor moderne este sursa de alimentare în comutație (sursa de alimentare cu comutare), care este bine cunoscută pentru capacitatea sa de a gestiona eficient sarcinile în schimbare. Calea semnalului de putere a unei surse de alimentare cu comutare tipică include componente pasive, componente active și componente magnetice. Sursele de alimentare cu comutație folosesc cât mai puține componente cu pierderi (cum ar fi rezistențele și tranzistoarele liniare) și folosesc în principal (ideal) componente fără pierderi: tranzistoare de comutare, condensatoare și componente magnetice.
Echipamentul de alimentare cu comutare are, de asemenea, o parte de control, care include un regulator de modulare a lățimii impulsului, un regulator de modulare a frecvenței de impuls și o buclă de feedback 1 și alte componente. Secțiunea de control poate avea propria sa sursă de alimentare. Figura 1 este o diagramă schematică simplificată a unei surse de alimentare cu comutare, care arată partea de conversie a puterii, inclusiv dispozitivele active, dispozitivele pasive și componentele magnetice.
Tehnologia de alimentare cu comutare folosește dispozitive de comutare cu semiconductori de putere, cum ar fi tranzistoarele cu efect de câmp cu oxid de metal (MOSFET) și tranzistoarele bipolare cu poartă izolată (IGBT). Aceste dispozitive au timpi de comutare scurti și pot rezista la vârfuri instabile de tensiune. La fel de important, acestea consumă foarte puțină energie, sunt foarte eficiente și generează căldură scăzută, indiferent dacă sunt în stare de pornire sau oprită. Dispozitivele de comutare determină în mare măsură performanța generală a unei surse de alimentare cu comutație. Principalele măsurători ale dispozitivelor de comutare includ: pierderea de comutare, pierderea medie de putere, zona de operare sigură și altele.
