Hogyan használjunk digitális oszcilloszkópot a kapcsolóüzemű tápegység tesztelésére
Oszcilloszkóp és teljesítménymérés
Azok számára, akik hozzászoktak ahhoz, hogy nagy sávszélességű méréseket végezzenek oszcilloszkóppal, a tápegység mérése egyszerű lehet, mivel viszonylag alacsony frekvenciájú. Valójában a teljesítménymérésben sok olyan kihívás van, amellyel a nagy sebességű áramkörök tervezőinek soha nem kell szembenézniük.
A teljes kapcsolóberendezés lehet nagyfeszültségű és "lebegő", azaz nincs földelve. A jel impulzusszélessége, periódusa, frekvenciája és munkaciklusa mind megváltozik. A hullámformát hűségesen kell rögzíteni és elemezni, hogy a hullámformában anomáliákat találjunk. Ez megköveteli az oszcilloszkópot. Több szonda – Egyvégű szondák, differenciálszondák és áramszondák egyaránt szükségesek. A műszernek nagy memóriával kell rendelkeznie, hogy rögzítési helyet biztosítson a hosszú távú alacsony frekvenciájú adatgyűjtési eredményekhez. És szükség lehet arra, hogy egy adatfelvétel során különböző jeleket rögzítsenek széles körben változó amplitúdóval.
A kapcsolóüzemű tápegység alapjai
A legtöbb modern rendszerben a domináns egyenáramú tápegység a kapcsolóüzemű tápegység (kapcsolótáp), amely jól ismert a változó terhelések hatékony kezelésére való képességéről. Egy tipikus kapcsolóüzemű tápegység teljesítményjelútja passzív, aktív és mágneses komponenseket tartalmaz. A kapcsolóüzemű tápegységek a lehető legkevesebb veszteséges komponenst (például ellenállást és lineáris tranzisztort) használnak, és főleg (ideális esetben) veszteségmentes alkatrészeket használnak: kapcsolótranzisztorokat, kondenzátorokat és mágneses alkatrészeket.
A kapcsolóüzemű tápegység rendelkezik egy vezérlőrésszel is, amely egy impulzusszélesség-modulációs szabályozót, egy impulzusfrekvencia-modulációs szabályozót, valamint egy 1. visszacsatoló hurkot és egyéb alkatrészeket tartalmaz. A vezérlőrészleg saját tápegységgel rendelkezhet. Az 1. ábra egy kapcsolóüzemű tápegység egyszerűsített vázlatos rajza, amely a teljesítmény-átalakítási részt mutatja, beleértve az aktív eszközöket, a passzív eszközöket és a mágneses alkatrészeket.
A kapcsolóüzemű tápegység technológia teljesítmény-félvezető kapcsolóeszközöket használ, mint például fémoxid térhatástranzisztorok (MOSFET) és szigetelt kapu bipoláris tranzisztorok (IGBT). Ezek az eszközök rövid kapcsolási idővel rendelkeznek, és ellenállnak az instabil feszültségcsúcsoknak. Ugyanilyen fontos, hogy nagyon kevés energiát fogyasztanak, rendkívül hatékonyak és alacsony hőt termelnek, akár bekapcsolt, akár kikapcsolt állapotban. A kapcsolókészülékek nagymértékben meghatározzák a kapcsolóüzemű tápegység általános teljesítményét. A kapcsolókészülékek főbb mérései a következők: kapcsolási veszteség, átlagos teljesítményveszteség, biztonságos működési terület és egyebek.
