Jak používat digitální osciloskop k testování spínaného zdroje
Osciloskop a měření výkonu
Pro ty, kteří jsou zvyklí provádět měření s velkou šířkou pásma osciloskopem, mohou být měření napájecích zdrojů jednoduchá kvůli jejich relativně nízké frekvenci. Ve skutečnosti existuje mnoho výzev při měření výkonu, kterým konstruktéři vysokorychlostních obvodů nikdy nemusí čelit.
Celý rozváděč může být pod vysokým napětím a "plovoucí", to znamená, že není spojen se zemí. Šířka impulsu, perioda, frekvence a pracovní cyklus signálu se změní. Křivka musí být zachycena a analyzována věrně, aby byly nalezeny jakékoli anomálie v křivce. To je náročné na osciloskop. Více sond – Jsou vyžadovány sondy s jedním koncem, diferenciální sondy a proudové sondy. Přístroj musí mít velkou paměť, aby poskytoval záznamový prostor pro dlouhodobé výsledky nízkofrekvenčního získávání. A může být vyžadováno zachytit různé signály s velmi proměnlivou amplitudou v jediném pořízení.
Základy spínaného napájení
Dominantní architekturou stejnosměrného napájení ve většině moderních systémů je spínaný zdroj (spínaný zdroj), který je dobře známý svou schopností efektivně zvládat měnící se zátěže. Cesta napájecího signálu typického spínaného zdroje zahrnuje pasivní součástky, aktivní součástky a magnetické součástky. Spínané zdroje využívají co nejméně ztrátových součástek (jako jsou odpory a lineární tranzistory) a používají hlavně (ideálně) bezztrátové součástky: spínací tranzistory, kondenzátory a magnetické součástky.
Spínané napájecí zařízení má také ovládací část, která obsahuje regulátor pulzně šířkové modulace, regulátor pulzní frekvenční modulace a zpětnovazební smyčku 1 a další komponenty. Řídicí sekce může mít vlastní napájecí zdroj. Obrázek 1 je zjednodušený schematický diagram spínaného zdroje, který ukazuje část pro přeměnu energie včetně aktivních zařízení, pasivních zařízení a magnetických součástek.
Technologie spínaných zdrojů využívá výkonová polovodičová spínací zařízení, jako jsou tranzistory s oxidovým polem (MOSFET) a bipolární tranzistory s izolovaným hradlem (IGBT). Tato zařízení mají krátké spínací časy a snesou nestabilní napěťové špičky. Neméně důležité je, že spotřebovávají velmi málo energie, jsou vysoce účinné a generují nízké teplo, ať už v zapnutém nebo vypnutém stavu. Spínací zařízení do značné míry určují celkový výkon spínaného zdroje. Mezi hlavní měření spínacích zařízení patří: spínací ztráta, průměrná výkonová ztráta, bezpečná pracovní oblast a další.
