Hogyan mérjük meg a kapcsolóüzemű tápellátás elvesztését digitális oszcilloszkóppal
A kapcsolóüzemű tápegységek iránti egyre növekvő kereslet miatt számos iparágban kulcsfontosságú a kapcsolóüzemű tápegységek következő generációjának teljesítményveszteségének mérése és elemzése. Ezen az alkalmazási területen a TDS5000 vagy TDS7000 sorozatú digitális fluoreszcens oszcilloszkópok a TDSPWR2 teljesítménymérő szoftverrel kombinálva segíthetik a szükséges mérési és elemzési feladatok egyszerű elvégzését.
Az új SMPS (Switch Mode PowerSupply) architektúra nagy áramerősséget és alacsony feszültséget igényel a nagy adatsebességgel és GHz-es szinttel rendelkező processzorok számára, ami megfoghatatlan új nyomást jelent a tápegységek tervezői számára a hatékonyság, a teljesítménysűrűség, a megbízhatóság és a költségek tekintetében. Annak érdekében, hogy ezeket a követelményeket figyelembe vegyék a tervezés során, a tervezők új architektúrákat alkalmaztak, mint például a szinkron egyenirányító technológia, az aktív teljesítményszűrő korrekciója és a kapcsolási frekvencia növelése. Ezek a technológiák nagyobb kihívásokat is jelentenek, mint például a nagy teljesítményveszteség, a hőveszteség és a túlzott EMI/EMC a kapcsolóeszközökön.
A "ki" (vezetés) állapotból a "be" (ki) állapotba való átmenet során a tápegység nagy teljesítményveszteséget szenved. A kapcsolókészülékek teljesítményvesztesége „be” vagy „kikapcsolt” állapotban viszonylag kicsi, mivel a készüléken áthaladó áram vagy a készüléken lévő feszültség nagyon kicsi. Az induktorok és a transzformátorok leválaszthatják a kimeneti feszültséget és simíthatják a terhelési áramot. Az induktorok és a transzformátorok is érzékenyek a kapcsolási frekvencia hatására, ami teljesítményveszteséghez és telítés okozta esetenkénti hibákhoz vezet.
A kapcsolóüzemű tápegységen belüli disszipált teljesítmény miatt a tápegység termikus hatásának általános hatásfoka meghatározásra kerül. Ezért a kapcsolókészülék és az induktor/transzformátor teljesítményveszteségének mérése rendkívül fontos mérési munka. Ezzel a méréssel mérhető az energiahatékonyság és a hőelvezetés.
A kapcsolóüzemű tápegységek iránti egyre növekvő kereslet miatt számos iparágban kulcsfontosságú a kapcsolóüzemű tápegységek következő generációjának teljesítményveszteségének mérése és elemzése. Ezen az alkalmazási területen a TDS5000 vagy TDS7000 sorozatú digitális fluoreszcens oszcilloszkópok a TDSPWR2 teljesítménymérő szoftverrel kombinálva segíthetik a szükséges mérési és elemzési feladatok egyszerű elvégzését.
Az új SMPS (Switch Mode PowerSupply) architektúra nagy áramerősséget és alacsony feszültséget igényel a nagy adatsebességgel és GHz-es szinttel rendelkező processzorok számára, ami megfoghatatlan új nyomást jelent a tápegységek tervezői számára a hatékonyság, a teljesítménysűrűség, a megbízhatóság és a költségek tekintetében. Annak érdekében, hogy ezeket a követelményeket figyelembe vegyék a tervezés során, a tervezők új architektúrákat alkalmaztak, mint például a szinkron egyenirányító technológia, az aktív teljesítményszűrő korrekciója és a kapcsolási frekvencia növelése. Ezek a technológiák nagyobb kihívásokat is jelentenek, mint például a nagy teljesítményveszteség, a hőveszteség és a túlzott EMI/EMC a kapcsolóeszközökön.
A "ki" (vezetés) állapotból a "be" (ki) állapotba való átmenet során a tápegység nagy teljesítményveszteséget szenved. A kapcsolókészülékek teljesítményvesztesége „be” vagy „kikapcsolt” állapotban viszonylag kicsi, mivel a készüléken áthaladó áram vagy a készüléken lévő feszültség nagyon kicsi. Az induktorok és a transzformátorok leválaszthatják a kimeneti feszültséget és simíthatják a terhelési áramot. Az induktorok és a transzformátorok is érzékenyek a kapcsolási frekvencia hatására, ami teljesítményveszteséghez és telítés okozta esetenkénti hibákhoz vezet.
A kapcsolóüzemű tápegységen belüli disszipált teljesítmény miatt a tápegység termikus hatásának általános hatásfoka meghatározásra kerül. Ezért a kapcsolókészülék és az induktor/transzformátor teljesítményveszteségének mérése rendkívül fontos mérési munka. Ezzel a méréssel mérhető az energiahatékonyság és a hőelvezetés.
Számítsa ki az elektromágneses alkatrészek teljesítményveszteségét!
Egy másik módszer, amely csökkentheti az energiaveszteséget, a mágneses maghoz kapcsolódik. A tipikus AC/DC és DC/DC kapcsolási rajzok közül az induktorok és a transzformátorok olyan egyéb alkatrészek, amelyek elvezetik a teljesítményt, így nemcsak az energiahatékonyságot befolyásolják, hanem hőveszteséget is okoznak.
Az induktorok tesztelése általában LCR-t használ. Az LCR szinuszhullámot használ tesztjelként. A kapcsolóüzemű tápegységben az induktort nagyfeszültségű és nagyáramú kapcsolójelek terhelik, de ezek egyike sem szinuszos jel. Ezért az erősáramú eszközök tervezőinek figyelemmel kell kísérniük az induktorok vagy transzformátorok viselkedési jellemzőit a tényleges tápellátású eszközön belül. Ezért előfordulhat, hogy az LCR-rel végzett tesztelés nem tükrözi a tényleges helyzetet.
A mágneses magok jellemzőinek megfigyelésének hatékony módszere a BH görbe, mivel a BH görbe gyorsan feltárja a tápegységen belüli induktorok viselkedési jellemzőit. A TDSPWR2 lehetővé teszi a BH elemzés gyors elvégzését laboratóriumi oszcilloszkóp segítségével anélkül, hogy drága speciális eszközökre lenne szüksége.
A tápegység bekapcsolási és állandósult állapotában az induktorok és a transzformátorok eltérő viselkedési jellemzőkkel rendelkeznek. Korábban a BH funkcióinak megtekintéséhez és elemzéséhez a tervezőknek először fel kellett fogniuk a jelet, majd további elemzést kellett végezniük egy személyi számítógépen. Mostantól a BH-elemzést közvetlenül az oszcilloszkópon végezheti el a TDSPWR2-n keresztül, hogy valós időben figyelje meg az induktor viselkedési jellemzőit. A mélyreható elemzés során a TDSPWR2 kurzorkapcsolatokat is biztosíthat a BH-grafikonok és az oszcilloszkópon rögzített adatok között.
