Kako izmeriti izgubo moči stikalnega napajalnika z digitalnim osciloskopom
Z naraščajočim povpraševanjem po stikalnih napajalnikih v številnih panogah je ključnega pomena merjenje in analiza izgube moči naslednje generacije stikalnih napajalnikov. 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 SMPS (Switch Mode PowerSupply) zahteva visok tok in nizko napetost za procesorje z visoko podatkovno hitrostjo in ravnjo GHz, kar dodaja neoprijemljiv nov pritisk oblikovalcem napajalnih naprav v smislu učinkovitosti, gostote moči, zanesljivosti in stroškov. Da bi upoštevali te zahteve pri zasnovi, so oblikovalci sprejeli nove arhitekture, kot so tehnologija sinhronega popravljanja, korekcija filtra aktivne moči in povečana frekvenca preklopa. Te tehnologije prinašajo tudi nekatere večje izzive, kot so velike izgube moči, toplotna disipacija in čezmerni EMI/EMC na stikalnih napravah.
Pri prehodu iz stanja "off" (prevod) v stanje "on" (izklopljeno) bo napajalna enota imela velike izgube moči. Izguba moči stikalnih naprav v stanju "vklopljeno" ali "izklopljeno" je relativno majhna, ker je tok, ki teče skozi napravo, ali napetost na napravi zelo 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.
Zaradi razpršene moči znotraj stikalne napajalne naprave se določi celotna učinkovitost toplotnega učinka napajalnika. Zato je merjenje izgube moči stikalne naprave in induktorja/transformatorja izjemno pomembno merilno delo. S to meritvijo lahko merite učinkovitost energije in toplotno disipacijo.
Z naraščajočim povpraševanjem po stikalnih napajalnikih v številnih panogah je ključnega pomena merjenje in analiza izgube moči naslednje generacije stikalnih napajalnikov. 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 SMPS (Switch Mode PowerSupply) zahteva visok tok in nizko napetost za procesorje z visoko podatkovno hitrostjo in ravnjo GHz, kar dodaja neoprijemljiv nov pritisk oblikovalcem napajalnih naprav v smislu učinkovitosti, gostote moči, zanesljivosti in stroškov. Da bi upoštevali te zahteve pri zasnovi, so oblikovalci sprejeli nove arhitekture, kot so tehnologija sinhronega popravljanja, korekcija filtra aktivne moči in povečana frekvenca preklopa. Te tehnologije prinašajo tudi nekatere večje izzive, kot so velike izgube moči, toplotna disipacija in čezmerni EMI/EMC na stikalnih napravah.
Pri prehodu iz stanja "off" (prevod) v stanje "on" (izklopljeno) bo napajalna enota imela velike izgube moči. Izguba moči stikalnih naprav v stanju "vklopljeno" ali "izklopljeno" je relativno majhna, ker je tok, ki teče skozi napravo, ali napetost na napravi zelo 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.
Zaradi razpršene moči znotraj stikalne napajalne naprave se določi celotna učinkovitost toplotnega učinka napajalnika. Zato je merjenje izgube moči stikalne naprave in induktorja/transformatorja izjemno pomembno merilno delo. S to meritvijo lahko merite učinkovitost energije in toplotno disipacijo.
Izračunajte izgubo moči elektromagnetnih komponent
Druga metoda, ki lahko zmanjša izgubo moči, je povezana z magnetnim jedrom. Glede na tipične diagrame tokokrogov AC/DC in DC/DC so induktorji in transformatorji druge komponente, ki odvajajo moč, s čimer ne vplivajo samo na energetsko učinkovitost, ampak povzročajo tudi toplotno razpršitev.
Testiranje induktorjev običajno uporablja LCR. LCR uporablja sinusni val kot testni signal. V stikalni napajalni napravi bo induktor obremenjen z visokonapetostnimi in visokotokovnimi preklopnimi signali, vendar nobeden od njih ni sinusoidni signal. Zato morajo načrtovalci močnostnih naprav spremljati vedenjske značilnosti induktorjev ali transformatorjev znotraj dejanske napajalne naprave. Zato testiranje z uporabo LCR morda ne odraža dejanskega stanja.
Učinkovita metoda za opazovanje karakteristik magnetnih jeder je preko krivulje BH, saj lahko krivulja BH hitro razkrije vedenjske značilnosti induktorjev v napajalni napravi. TDSPWR2 vam omogoča hitro izvedbo analize BH z uporabo laboratorijskega osciloskopa brez potrebe po dragih specializiranih orodjih.
Med vklopom in obdobji ustaljenega stanja napajalne naprave imajo induktorji in transformatorji različne značilnosti obnašanja. Prej so morali oblikovalci za ogled in analizo funkcij BH najprej zajeti signal in nato izvesti nadaljnjo analizo na osebnem računalniku. Zdaj lahko izvedete analizo BH neposredno na osciloskopu prek TDSPWR2, da opazujete vedenjske značilnosti induktorja v realnem času. Pri izvajanju poglobljene analize lahko TDSPWR2 zagotovi tudi kurzorske povezave med grafikami BH in zajetimi podatki na osciloskopu.
