Πώς να μετρήσετε την απώλεια τροφοδοσίας μεταγωγής με ψηφιακό παλμογράφο
Με την αυξανόμενη ζήτηση για τροφοδοτικά μεταγωγής σε πολλές βιομηχανίες, είναι σημαντικό να μετρηθεί και να αναλυθεί η απώλεια ισχύος της επόμενης γενιάς τροφοδοτικών μεταγωγής. Σε αυτό το πεδίο εφαρμογής, οι ψηφιακοί παλμογράφοι φθορισμού σειράς TDS5000 ή TDS7000, σε συνδυασμό με το λογισμικό μέτρησης ισχύος TDSPWR2, μπορούν να σας βοηθήσουν να ολοκληρώσετε εύκολα τις απαιτούμενες εργασίες μέτρησης και ανάλυσης.
Η νέα αρχιτεκτονική SMPS (Switch Mode PowerSupply) απαιτεί υψηλό ρεύμα και χαμηλή τάση για επεξεργαστές με υψηλή ταχύτητα δεδομένων και επίπεδο GHz, γεγονός που προσθέτει άυλη νέα πίεση στους σχεδιαστές συσκευών ισχύος όσον αφορά την απόδοση, την πυκνότητα ισχύος, την αξιοπιστία και το κόστος. Προκειμένου να ληφθούν υπόψη αυτές οι απαιτήσεις στο σχεδιασμό, οι σχεδιαστές υιοθέτησαν νέες αρχιτεκτονικές όπως η τεχνολογία σύγχρονης διόρθωσης, η διόρθωση φίλτρου ενεργού ισχύος και η αύξηση της συχνότητας μεταγωγής. Αυτές οι τεχνολογίες φέρνουν επίσης ορισμένες υψηλότερες προκλήσεις, όπως υψηλές απώλειες ισχύος, θερμική απαγωγή και υπερβολικό EMI/EMC στις συσκευές μεταγωγής.
Κατά τη μετάβαση από την κατάσταση "off" (αγωγιμότητα) στην κατάσταση "on" (off), η μονάδα τροφοδοσίας θα παρουσιάσει μεγάλες απώλειες ισχύος. Η απώλεια ισχύος των συσκευών μεταγωγής σε κατάσταση "on" ή "off" είναι σχετικά μικρή επειδή το ρεύμα που διέρχεται από τη συσκευή ή η τάση στη συσκευή είναι πολύ μικρή. Οι επαγωγείς και οι μετασχηματιστές μπορούν να απομονώσουν την τάση εξόδου και να εξομαλύνουν το ρεύμα φορτίου. Οι επαγωγείς και οι μετασχηματιστές είναι επίσης ευαίσθητοι στην επίδραση της συχνότητας μεταγωγής, οδηγώντας σε διαρροή ισχύος και περιστασιακά σφάλματα που προκαλούνται από κορεσμό.
Λόγω της κατανεμημένης ισχύος μέσα στη συσκευή τροφοδοσίας μεταγωγής, προσδιορίζεται η συνολική απόδοση της θερμικής επίδρασης του τροφοδοτικού. Επομένως, η μέτρηση της απώλειας ισχύος της συσκευής μεταγωγής και του επαγωγέα/μετασχηματιστή είναι μια εξαιρετικά σημαντική εργασία μέτρησης. Αυτή η μέτρηση μπορεί να μετρήσει την απόδοση ισχύος και τη θερμική απαγωγή.
Με την αυξανόμενη ζήτηση για τροφοδοτικά μεταγωγής σε πολλές βιομηχανίες, είναι σημαντικό να μετρηθεί και να αναλυθεί η απώλεια ισχύος της επόμενης γενιάς τροφοδοτικών μεταγωγής. Σε αυτό το πεδίο εφαρμογής, οι ψηφιακοί παλμογράφοι φθορισμού σειράς TDS5000 ή TDS7000, σε συνδυασμό με το λογισμικό μέτρησης ισχύος TDSPWR2, μπορούν να σας βοηθήσουν να ολοκληρώσετε εύκολα τις απαιτούμενες εργασίες μέτρησης και ανάλυσης.
Η νέα αρχιτεκτονική SMPS (Switch Mode PowerSupply) απαιτεί υψηλό ρεύμα και χαμηλή τάση για επεξεργαστές με υψηλή ταχύτητα δεδομένων και επίπεδο GHz, γεγονός που προσθέτει άυλη νέα πίεση στους σχεδιαστές συσκευών ισχύος όσον αφορά την απόδοση, την πυκνότητα ισχύος, την αξιοπιστία και το κόστος. Προκειμένου να ληφθούν υπόψη αυτές οι απαιτήσεις στο σχεδιασμό, οι σχεδιαστές υιοθέτησαν νέες αρχιτεκτονικές όπως η τεχνολογία σύγχρονης διόρθωσης, η διόρθωση φίλτρου ενεργού ισχύος και η αύξηση της συχνότητας μεταγωγής. Αυτές οι τεχνολογίες φέρνουν επίσης ορισμένες υψηλότερες προκλήσεις, όπως υψηλές απώλειες ισχύος, θερμική απαγωγή και υπερβολικό EMI/EMC στις συσκευές μεταγωγής.
Κατά τη μετάβαση από την κατάσταση "off" (αγωγιμότητα) στην κατάσταση "on" (off), η μονάδα τροφοδοσίας θα παρουσιάσει μεγάλες απώλειες ισχύος. Η απώλεια ισχύος των συσκευών μεταγωγής σε κατάσταση "on" ή "off" είναι σχετικά μικρή επειδή το ρεύμα που διέρχεται από τη συσκευή ή η τάση στη συσκευή είναι πολύ μικρή. Οι επαγωγείς και οι μετασχηματιστές μπορούν να απομονώσουν την τάση εξόδου και να εξομαλύνουν το ρεύμα φορτίου. Οι επαγωγείς και οι μετασχηματιστές είναι επίσης ευαίσθητοι στην επίδραση της συχνότητας μεταγωγής, οδηγώντας σε διαρροή ισχύος και περιστασιακά σφάλματα που προκαλούνται από κορεσμό.
Λόγω της κατανεμημένης ισχύος μέσα στη συσκευή τροφοδοσίας μεταγωγής, προσδιορίζεται η συνολική απόδοση της θερμικής επίδρασης του τροφοδοτικού. Επομένως, η μέτρηση της απώλειας ισχύος της συσκευής μεταγωγής και του επαγωγέα/μετασχηματιστή είναι μια εξαιρετικά σημαντική εργασία μέτρησης. Αυτή η μέτρηση μπορεί να μετρήσει την απόδοση ισχύος και τη θερμική απαγωγή.
Υπολογίστε την απώλεια ισχύος των ηλεκτρομαγνητικών στοιχείων
Μια άλλη μέθοδος που μπορεί να μειώσει την απώλεια ισχύος σχετίζεται με τον μαγνητικό πυρήνα. Από τα τυπικά διαγράμματα κυκλωμάτων AC/DC και DC/DC, οι επαγωγείς και οι μετασχηματιστές είναι άλλα εξαρτήματα που διαχέουν την ισχύ, επηρεάζοντας έτσι όχι μόνο την απόδοση ισχύος αλλά και προκαλώντας θερμική απαγωγή.
Η δοκιμή των επαγωγέων συνήθως χρησιμοποιεί LCR. Το LCR χρησιμοποιεί ένα ημιτονοειδές κύμα ως δοκιμαστικό σήμα. Σε μια συσκευή τροφοδοσίας μεταγωγής, ο επαγωγέας θα φορτώνεται με σήματα μεταγωγής υψηλής τάσης και υψηλού ρεύματος, αλλά κανένα από αυτά δεν είναι ημιτονοειδή σήματα. Επομένως, οι σχεδιαστές συσκευών ισχύος πρέπει να παρακολουθούν τα χαρακτηριστικά συμπεριφοράς των επαγωγέων ή των μετασχηματιστών εντός της πραγματικής τροφοδοτούμενης συσκευής ισχύος. Επομένως, η δοκιμή με χρήση LCR ενδέχεται να μην αντικατοπτρίζει την πραγματική κατάσταση.
Η αποτελεσματική μέθοδος για την παρατήρηση των χαρακτηριστικών των μαγνητικών πυρήνων είναι μέσω της καμπύλης BH, καθώς η καμπύλη BH μπορεί γρήγορα να αποκαλύψει τα χαρακτηριστικά συμπεριφοράς των επαγωγέων μέσα στη συσκευή τροφοδοσίας. Το TDSPWR2 σάς επιτρέπει να εκτελείτε γρήγορα ανάλυση BH χρησιμοποιώντας εργαστηριακό παλμογράφο χωρίς να χρειάζεστε ακριβά εξειδικευμένα εργαλεία.
Κατά τη διάρκεια των περιόδων ενεργοποίησης και σταθερής κατάστασης της συσκευής τροφοδοσίας, οι επαγωγείς και οι μετασχηματιστές έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά συμπεριφοράς. Προηγουμένως, για να προβάλουν και να αναλύσουν τα χαρακτηριστικά BH, οι σχεδιαστές έπρεπε πρώτα να συλλάβουν το σήμα και στη συνέχεια να πραγματοποιήσουν περαιτέρω ανάλυση σε έναν προσωπικό υπολογιστή. Τώρα, μπορείτε να εκτελέσετε ανάλυση BH απευθείας στον παλμογράφο μέσω του TDSPWR2 για να παρατηρήσετε τα χαρακτηριστικά συμπεριφοράς του επαγωγέα σε πραγματικό χρόνο. Κατά τη διεξαγωγή εις βάθος ανάλυσης, το TDSPWR2 μπορεί επίσης να παρέχει συνδέσμους δρομέα μεταξύ διαγραμμάτων BH και δεδομένων που καταγράφονται στον παλμογράφο.
