Hoe u een digitale oscilloscoop gebruikt om de schakelende voeding te testen
Oscilloscoop- en vermogensmetingen
Voor degenen die gewend zijn aan het uitvoeren van metingen met een hoge bandbreedte met een oscilloscoop, kunnen metingen van de voeding eenvoudig zijn vanwege hun relatief lage frequentie. In feite zijn er veel uitdagingen bij vermogensmeting waar ontwerpers van hogesnelheidscircuits nooit mee te maken krijgen.
Het gehele schakelapparaat kan onder hoge spanning staan en "zwevend" zijn, dat wil zeggen niet met aarde verbonden. De pulsbreedte, periode, frequentie en duty-cycle van het signaal zullen allemaal veranderen. De golfvorm moet getrouw worden vastgelegd en geanalyseerd om eventuele afwijkingen in de golfvorm te vinden. Dit vergt veel van de oscilloscoop. Meerdere sondes – Sondes met één uiteinde, differentiële sondes en stroomsondes zijn allemaal vereist. Het instrument moet een groot geheugen hebben om opnameruimte te bieden voor langdurige laagfrequente acquisitieresultaten. En het kan nodig zijn om verschillende signalen met sterk variërende amplitudes in één enkele acquisitie op te vangen.
Basisprincipes van schakelende voeding
De dominante gelijkstroomarchitectuur in de meeste moderne systemen is de schakelende voeding (schakelende voeding), die bekend staat om zijn vermogen om effectief met veranderende belastingen om te gaan. Het vermogenssignaalpad van een typische schakelende voeding omvat passieve componenten, actieve componenten en magnetische componenten. Schakelvoedingen gebruiken zo min mogelijk verliesgevende componenten (zoals weerstanden en lineaire transistors) en maken vooral gebruik van (idealiter) verliesloze componenten: schakeltransistoren, condensatoren en magnetische componenten.
De schakelende voedingsapparatuur heeft ook een besturingsgedeelte, dat een pulsbreedtemodulatieregelaar, een pulsfrequentiemodulatieregelaar en een feedbacklus 1 en andere componenten omvat. Het besturingsgedeelte kan over een eigen voeding beschikken. Figuur 1 is een vereenvoudigd schematisch diagram van een schakelende voeding, waarin het onderdeel voor stroomconversie wordt weergegeven, inclusief actieve apparaten, passieve apparaten en magnetische componenten.
De technologie voor schakelende voeding maakt gebruik van vermogenshalfgeleiderschakelapparaten zoals metaaloxide veldeffecttransistors (MOSFET's) en bipolaire transistors met geïsoleerde poort (IGBT's). Deze apparaten hebben korte schakeltijden en zijn bestand tegen onstabiele spanningspieken. Even belangrijk is dat ze zeer weinig energie verbruiken, zeer efficiënt zijn en weinig warmte genereren, zowel in aan- als uit-stand. Schakelapparaten bepalen in grote mate de algehele prestaties van een schakelende voeding. De belangrijkste metingen van schakelapparaten zijn onder meer: schakelverlies, gemiddeld stroomverlies, veilig bedieningsgebied en andere.
