Jak měřit ztrátu spínaného napájení pomocí digitálního osciloskopu
S rostoucí poptávkou po spínaných napájecích zdrojích v mnoha průmyslových odvětvích je zásadní měřit a analyzovat výkonové ztráty příští generace spínaných napájecích zdrojů. V této oblasti použití vám digitální fluorescenční osciloskopy řady TDS5000 nebo TDS7000 v kombinaci se softwarem pro měření výkonu TDSPWR2 mohou pomoci snadno dokončit požadované úkoly měření a analýzy.
Nová architektura SMPS (Switch Mode PowerSupply) vyžaduje vysoký proud a nízké napětí pro procesory s vysokou datovou rychlostí a úrovní GHz, což vytváří nehmotný nový tlak na návrháře napájecích zařízení z hlediska účinnosti, hustoty výkonu, spolehlivosti a nákladů. Aby konstruktéři při návrhu zohlednili tyto požadavky, přijali nové architektury, jako je technologie synchronního usměrnění, korekce filtru aktivního výkonu a zvýšení spínací frekvence. Tyto technologie také přinášejí některé vyšší výzvy, jako jsou vysoké ztráty energie, ztráta tepla a nadměrné EMI/EMC u spínacích zařízení.
Při přechodu ze stavu „vypnuto“ (vedení) do stavu „zapnuto“ (vypnuto) bude napájecí zdroj zaznamenat vysoké ztráty výkonu. Výkonová ztráta spínacích zařízení ve stavu "zapnuto" nebo "vypnuto" je relativně malá, protože proud procházející zařízením nebo napětí na zařízení je velmi malé. Induktory a transformátory mohou izolovat výstupní napětí a vyhlazovat zatěžovací proud. Tlumivky a transformátory jsou také citlivé na vliv spínací frekvence, což vede ke ztrátě výkonu a příležitostným poruchám způsobeným saturací.
Vzhledem k rozptýlenému výkonu uvnitř spínaného napájecího zařízení je určena celková účinnost tepelného účinku napájecího zdroje. Proto je měření ztráty výkonu spínacího zařízení a induktoru/transformátoru mimořádně důležitou měřicí prací. Toto měření může měřit energetickou účinnost a tepelnou ztrátu.
S rostoucí poptávkou po spínaných napájecích zdrojích v mnoha průmyslových odvětvích je zásadní měřit a analyzovat výkonové ztráty příští generace spínaných napájecích zdrojů. V této oblasti použití vám digitální fluorescenční osciloskopy řady TDS5000 nebo TDS7000 v kombinaci se softwarem pro měření výkonu TDSPWR2 mohou pomoci snadno dokončit požadované úkoly měření a analýzy.
Nová architektura SMPS (Switch Mode PowerSupply) vyžaduje vysoký proud a nízké napětí pro procesory s vysokou datovou rychlostí a úrovní GHz, což vytváří nehmotný nový tlak na návrháře napájecích zařízení z hlediska účinnosti, hustoty výkonu, spolehlivosti a nákladů. Aby konstruktéři při návrhu zohlednili tyto požadavky, přijali nové architektury, jako je technologie synchronního usměrnění, korekce filtru aktivního výkonu a zvýšení spínací frekvence. Tyto technologie také přinášejí některé vyšší výzvy, jako jsou vysoké ztráty energie, ztráta tepla a nadměrné EMI/EMC u spínacích zařízení.
Při přechodu ze stavu „vypnuto“ (vedení) do stavu „zapnuto“ (vypnuto) bude napájecí zdroj zaznamenat vysoké ztráty výkonu. Výkonová ztráta spínacích zařízení ve stavu "zapnuto" nebo "vypnuto" je relativně malá, protože proud procházející zařízením nebo napětí na zařízení je velmi malé. Induktory a transformátory mohou izolovat výstupní napětí a vyhlazovat zatěžovací proud. Tlumivky a transformátory jsou také citlivé na vliv spínací frekvence, což vede ke ztrátě výkonu a příležitostným poruchám způsobeným saturací.
Vzhledem k rozptýlenému výkonu uvnitř spínaného napájecího zařízení je určena celková účinnost tepelného účinku napájecího zdroje. Proto je měření ztráty výkonu spínacího zařízení a induktoru/transformátoru mimořádně důležitou měřicí prací. Toto měření může měřit energetickou účinnost a tepelnou ztrátu.
Vypočítejte ztrátový výkon elektromagnetických součástek
Další metoda, která může snížit ztráty energie, souvisí s magnetickým jádrem. Z typických schémat zapojení AC/DC a DC/DC jsou induktory a transformátory dalšími součástmi, které rozptylují energii, čímž nejen ovlivňují energetickou účinnost, ale také způsobují tepelnou ztrátu.
K testování induktorů se obvykle používá LCR. LCR používá jako testovací signál sinusový průběh. V spínaném napájecím zařízení bude induktor zatížen vysokonapěťovými a vysokoproudými spínacími signály, ale žádný z nich není sinusový signál. Konstruktéři napájecích zařízení proto potřebují monitorovat charakteristiky chování induktorů nebo transformátorů ve skutečném napájecím zařízení. Proto testování pomocí LCR nemusí odrážet skutečnou situaci.
Efektivní metoda pro pozorování charakteristik magnetických jader je prostřednictvím křivky BH, protože křivka BH může rychle odhalit charakteristiky chování induktorů v napájecím zařízení. TDSPWR2 umožňuje rychle provádět analýzu BH pomocí laboratorního osciloskopu bez potřeby drahých specializovaných nástrojů.
Během spínacích a ustálených period napájecího zařízení mají induktory a transformátory různé charakteristiky chování. Dříve museli konstruktéři pro zobrazení a analýzu funkcí BH nejprve zachytit signál a poté provést další analýzu na osobním počítači. Nyní můžete provádět analýzu BH přímo na osciloskopu prostřednictvím TDSPWR2 a sledovat charakteristiky chování induktoru v reálném čase. Při provádění hloubkové analýzy může TDSPWR2 také poskytovat kurzorové propojení mezi grafy BH a daty zachycenými na osciloskopu.
