Metoda in koraki za testiranje stikalnega napajanja z digitalnim osciloskopom
Merjenje z osciloskopom in napajanjem
Za tiste, ki so navajeni uporabljati osciloskop za meritve z visoko pasovno širino, je lahko merjenje moči preprosto, ker je njegova frekvenca relativno nizka. Pravzaprav obstaja veliko izzivov, s katerimi se načrtovalcem hitrih vezij pri merjenju moči nikoli ne bo treba soočiti.
Napetost celotne stikalne naprave je lahko visoka in lebdi, kar pomeni, da ni ozemljena. Širina impulza, obdobje, frekvenca in delovni cikel signala se bodo razlikovali. Potrebno je resnično zajeti in analizirati valovno obliko ter odkriti morebitne nepravilnosti v valovni obliki. Zahteve za osciloskope so zahtevne. Več sond – hkrati so potrebne sonde z enim koncem, diferencialne sonde in tokovne sonde. Instrument mora imeti velik pomnilnik, da zagotovi prostor za snemanje dolgoročnih rezultatov nizkofrekvenčnega zajema. Poleg tega bo morda treba zajeti različne signale z znatnimi razlikami v amplitudi v enem zajemu.
Osnove stikalnega napajanja
Glavna arhitektura napajalnika z enosmernim tokom v večini sodobnih sistemov je stikalni napajalnik (SMPS), ki je znan po svoji zmožnosti učinkovitega obvladovanja spreminjajočih se obremenitev. Pot električnega signala tipičnega stikalnega napajalnika vključuje pasivne komponente, aktivne komponente in magnetne komponente. Stikalni napajalniki morajo zmanjšati uporabo komponent z izgubami, kot so upori in linearni tranzistorji, in uporabljati predvsem (idealno) komponente brez izgub, kot so stikalni tranzistorji, kondenzatorji in magnetne komponente.
Stikalna napajalna naprava ima tudi krmilni del, ki vključuje komponente, kot so regulator impulzne širinske modulacije, regulator impulzne frekvenčne modulacije in povratna zanka 1. Krmilni del ima lahko lastno napajanje. Slika 1 je poenostavljen shematski diagram stikalnega napajalnika, ki prikazuje del za pretvorbo moči, vključno z aktivnimi napravami, pasivnimi napravami in magnetnimi komponentami.
Tehnologija preklopnega napajanja uporablja močnostne polprevodniške preklopne naprave, kot so tranzistorji s kovinskim oksidom (MOSFET) in bipolarni tranzistorji z izoliranimi vrati (IGBT). Te naprave imajo kratek preklopni čas in lahko prenesejo nestabilne konice napetosti. Enako pomembno je, da porabijo zelo malo energije tako v odprtem kot v zaprtem stanju, z visoko učinkovitostjo in nizko proizvodnjo toplote. Stikalne naprave v veliki meri določajo celotno zmogljivost stikalnih napajalnikov. Glavne meritve stikalnih naprav vključujejo: preklopne izgube, povprečne izgube moči, varno delovno območje in druge.
