Kako izmeriti izgubo moči v stikalnih napajalnikih z digitalnim osciloskopom
Z naraščajočim povpraševanjem po stikalnih napajalnikih v številnih panogah je merjenje in analiza izgube električne energije naslednje generacije stikalnih napajalnikov postalo ključnega pomena. Na tem področju uporabe vam lahko digitalni fluorescenčni osciloskopi serije TDS5000 ali TDS7000 v kombinaciji s programsko opremo za merjenje moči TDSPWR2 pomagajo pri preprostem opravljanju zahtevanih nalog merjenja in analize.
Nova arhitektura napajalnika v stikalnem načinu (SMPS) zahteva, da se procesorjem zagotovita visok tok in nizka napetost z visoko podatkovno hitrostjo in nivojem GHz, kar dodaja nematerialne nove pritiske na oblikovalce napajalnih naprav v smislu učinkovitosti, gostote moči, zanesljivosti in stroškov. Da bi upoštevali te zahteve pri načrtovanju, so oblikovalci sprejeli nove arhitekture, kot so tehnologija sinhronega usklajevanja, korekcija filtriranja aktivne moči in povečana frekvenca preklapljanja. Te tehnologije prinašajo tudi večje izzive, kot so večje izgube moči, toplotno odvajanje in čezmerni EMI/EMC na stikalnih napravah.
Med prehodom iz stanja "izklopljeno" (prevod) v "vklopljeno" (izklop) bo napajalna naprava doživela veliko izgubo moči. Izguba moči stikalnih naprav v stanju "vklopljeno" ali "izklopljeno" je razmeroma majhna, ker je tok, ki teče skozi napravo, ali napetost na napravi majhna. Induktorji in transformatorji lahko izolirajo izhodno napetost in izravnajo bremenski tok. Induktorji in transformatorji so prav tako dovzetni za vpliv preklopne frekvence, kar vodi do izgube moči in občasnih napak, ki jih povzroči nasičenost.
V dejanskih delovnih okoljih imajo napajalne naprave stalne dinamične spremembe obremenitve. Stanje, prikazano na sliki 5, kaže, da se izguba moči med pretvorbo spreminja tudi med spremembami obremenitve. Pomemben korak pri merjenju je torej zajemanje celotnega dogodka spremembe obremenitve in prepoznavanje izgub stikala, da se zagotovi, da napajalna naprava zaradi teh dejavnikov ni preobremenjena.
Danes večina oblikovalcev uporablja osciloskope z globokim pomnilnikom (2 MB) in visokimi stopnjami vzorčenja za zajemanje dogodkov pri zahtevani ločljivosti. Toda izziv, ki prihaja s tem, je, kako analizirati veliko količino podatkov, ki jih ustvarijo točke izgube vsakega stikala, saj to močno obremenjuje stikalno napravo.
