Metoda merjenja stikalne napetosti z digitalnim osciloskopom
Od tradicionalnih analognih napajalnikov do učinkovitih stikalnih napajalnikov se vrste in velikosti napajalnikov zelo razlikujejo. Vsi se morajo soočiti s kompleksnimi in dinamičnimi delovnimi okolji. Obremenitev naprave in povpraševanje se lahko v trenutku bistveno spremenita. Tudi "dnevni" stikalni napajalnik mora biti sposoben prenesti trenutne konice, ki daleč presegajo njegovo povprečno raven delovanja. Inženirji, ki načrtujejo napajalnike ali sisteme za uporabo napajalnikov, morajo razumeti delovne pogoje napajalnika v statičnih in najslabših pogojih.
V preteklosti je opisovanje vedenjskih značilnosti napajalnika pomenilo uporabo digitalnega multimetra za merjenje statičnega toka in napetosti ter izvajanje zahtevnih izračunov z uporabo kalkulatorja ali osebnega računalnika. Danes se večina inženirjev obrne na osciloskope kot svojo prednostno platformo za merjenje moči. Sodobni osciloskopi so lahko opremljeni z integrirano programsko opremo za merjenje in analizo moči, kar poenostavi nastavitve in olajša dinamične meritve. Uporabniki lahko prilagodijo ključne parametre, samodejno izračunajo in vidijo rezultate v nekaj sekundah, namesto le neobdelanih podatkov.
Težave z zasnovo napajalnika in merilne zahteve
V idealnem primeru bi moral vsak napajalnik delovati kot matematični model, ki je zanj zasnovan. Toda v resničnem svetu imajo komponente napake, obremenitve se lahko spremenijo, napajanje je lahko popačeno in okoljske spremembe lahko spremenijo delovanje. Poleg tega nenehno spreminjajoče se zahteve glede zmogljivosti in stroškov naredijo zasnovo napajalnika bolj zapleteno. Razmislite o teh vprašanjih:
Koliko vatov moči lahko vzdržuje napajalnik nad svojo nazivno močjo? Kako dolgo lahko traja? Koliko toplote oddaja napajalnik? Kaj se zgodi, ko se pregreje? Kolikšen pretok hladilnega zraka potrebuje? Kaj se zgodi, ko se bremenski tok znatno poveča? Ali lahko naprava ohrani nazivno izhodno napetost? Kako se napajalnik odzove na popoln kratek stik na izhodnem koncu? Kaj se zgodi, ko se vhodna napetost napajalnika spremeni?
Oblikovalci morajo razviti napajalnike, ki zavzamejo manj prostora, zmanjšajo toploto, zmanjšajo proizvodne stroške in izpolnjujejo strožje standarde EMI/EMC. Le strog merilni sistem lahko inženirjem omogoči doseganje teh ciljev.
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 pri merjenju moči, s katerimi se oblikovalcem hitrih vezij nikoli ni 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. Valovno obliko je treba natančno zajeti in analizirati ter odkriti morebitne nepravilnosti v valovni obliki. Zahteve za ta osciloskop so stroge. Več sond - hkrati so potrebne enojne sonde, diferencialne sonde in tokovne sonde. Instrument mora imeti velik pomnilnik, da zagotovi prostor za snemanje dolgoročnih rezultatov nizkofrekvenčnega zajema. Poleg tega lahko zahteva zajem različnih signalov z bistveno različnimi amplitudami v enem samem zajemu.
