Метод вимірювання цифровим осцилографом імпульсного джерела живлення
Від традиційних аналогових джерел живлення до ефективних імпульсних джерел живлення типи та розміри джерел живлення дуже відрізняються. Усім їм доводиться стикатися зі складними та динамічними робочими середовищами. Навантаження на обладнання та попит можуть миттєво змінитися. Навіть «щоденні» імпульсні джерела живлення повинні бути здатні витримувати миттєві пікові значення, що значно перевищують їхній середній робочий рівень. Інженери, які розробляють джерела живлення або системи для використання джерел живлення, повинні розуміти умови роботи джерела живлення в статичних і найгірших умовах.
У минулому опис поведінкових характеристик джерела живлення означав використання цифрового мультиметра для вимірювання статичного струму та напруги та виконання складних обчислень за допомогою калькулятора або ПК. Сьогодні більшість інженерів використовують осцилографи як платформу для вимірювання потужності. Сучасні осцилографи можуть бути оснащені вбудованим програмним забезпеченням для вимірювання та аналізу потужності, що спрощує налаштування та робить динамічні вимірювання легшими. Користувачі можуть налаштовувати ключові параметри, автоматично обчислювати та бачити результати за секунди, а не лише вихідні дані.
Проблеми проектування джерел живлення та вимоги до їх вимірювання
В ідеальній ситуації кожне джерело живлення має працювати як розроблена для нього математична модель. Але в реальному світі компоненти несправні, навантаження можуть змінюватися, джерела живлення можуть спотворюватися, а зміни навколишнього середовища можуть змінювати продуктивність. Крім того, постійно змінювані вимоги до продуктивності та вартості роблять конструкцію джерела живлення складнішою. Розглянемо ці питання:
Скільки ват потужності може підтримувати блок живлення понад номінальну потужність? Як довго це може тривати? Скільки тепла виділяє блок живлення? Що відбувається, коли він перегрівається? Який потік охолоджуючого повітря для цього потрібен? Що відбувається, коли струм навантаження значно збільшується? Чи може пристрій підтримувати номінальну вихідну напругу? Як блок живлення справляється з повним коротким замиканням на вихідному кінці? Що відбувається при зміні вхідної напруги джерела живлення?
Розробники повинні розробляти джерела живлення, які займають менше місця, зменшують тепло, знижують витрати на виробництво та відповідають суворішим стандартам EMI/EMC. Тільки сувора система вимірювань може дозволити інженерам досягти цих цілей.
Осцилограф і вимірювання потужності
Для тих, хто звик використовувати осцилографи для вимірювань великої смуги пропускання, вимірювання потужності може бути простим через його відносно низьку частоту. Фактично існує багато проблем у вимірюванні потужності, з якими ніколи не доведеться стикатися розробникам високошвидкісних схем.
Напруга всього розподільного пристрою може бути високою та «плаваючою», тобто воно не заземлене. Ширина імпульсу, період, частота та шпаруватість сигналу будуть різними. Необхідно точно зафіксувати та проаналізувати форму сигналу, а також виявити будь-які аномалії у формі сигналу. Вимоги до цього осцилографа суворі. Кілька датчиків - потребують односторонніх датчиків, диференціальних датчиків і датчиків струму одночасно. Прилад повинен мати великий обсяг пам’яті, щоб забезпечити простір для запису довгострокових результатів низькочастотного запису. І це може вимагати захоплення різних сигналів зі значно різними амплітудами за один прийом.
