A kapcsolóüzemű tápegység digitális oszcilloszkóppal történő tesztelésének módszere és lépései
Oszcilloszkóp és tápegység mérés
Azok számára, akik hozzászoktak ahhoz, hogy oszcilloszkópot használjanak nagy sávszélességű mérésekhez, a teljesítménymérés egyszerű lehet, mivel frekvenciája viszonylag alacsony. Valójában számos olyan kihívás is van, amellyel a nagy sebességű áramkörök tervezőinek soha nem kell szembenézniük a teljesítménymérés során.
A teljes kapcsolóberendezés feszültsége lehet magas és lebegő, vagyis nincs földelve. A jel impulzusszélessége, periódusa, frekvenciája és munkaciklusa mind változni fog. Szükséges a hullámforma valósághű rögzítése és elemzése, valamint a hullámforma rendellenességeinek észlelése. Az oszcilloszkópokkal szemben támasztott követelmények szigorúak. Több szonda – egyidejűleg szükséges egyvégű szondák, differenciálszondák és áramszondák. A műszernek nagy memóriával kell rendelkeznie, hogy rögzítési helyet biztosítson a hosszú távú alacsony frekvenciájú adatgyűjtési eredményekhez. És előfordulhat, hogy egy felvétel során különböző jeleket kell rögzíteni jelentős amplitúdókülönbséggel.
A kapcsolóüzemű tápegység alapjai
A legtöbb modern rendszerben a fő egyenáramú tápegység architektúrája a kapcsolóüzemű tápegység (SMPS), amely jól ismert arról, hogy képes hatékonyan megbirkózni a változó terhelésekkel. Egy tipikus kapcsolóüzemű tápegység elektromos jelútja passzív alkatrészeket, aktív alkatrészeket és mágneses komponenseket tartalmaz. A kapcsolóüzemű tápegységeknek minimálisra kell csökkenteniük a veszteséges alkatrészek, például ellenállások és lineáris tranzisztorok használatát, és főleg (ideális esetben) veszteségmentes alkatrészeket, például kapcsolótranzisztorokat, kondenzátorokat és mágneses alkatrészeket kell használniuk.
A kapcsolóüzemű tápegységnek van egy vezérlő része is, amely olyan komponenseket tartalmaz, mint az impulzusszélesség-modulációs szabályozó, az impulzusfrekvencia-modulációs szabályozó és a visszacsatoló hurok 1. A vezérlőrész saját tápegységgel rendelkezhet. Az 1. ábra egy kapcsolóüzemű tápegység egyszerűsített vázlatos diagramja, amelyen a teljesítményátalakítási rész látható, beleértve az aktív eszközöket, a passzív eszközöket és a mágneses alkatrészeket.
A kapcsolóüzemű tápegység-technológia teljesítmény-félvezető kapcsolóeszközöket használ, például fémoxid térhatású tranzisztorokat (MOSFET) és szigetelt kapu bipoláris tranzisztorokat (IGBT). Ezek az eszközök rövid kapcsolási idővel rendelkeznek, és ellenállnak az instabil feszültségcsúcsoknak. Ugyanilyen fontos, hogy nagyon kevés energiát fogyasztanak nyitott és zárt állapotban is, nagy hatásfokkal és alacsony hőtermeléssel. A kapcsolókészülékek nagymértékben meghatározzák a kapcsolóüzemű tápegységek általános teljesítményét. A kapcsolókészülékek főbb mérései a következők: kapcsolási veszteség, átlagos teljesítményveszteség, biztonságos munkaterület és egyebek.
