Как измерить потери мощности импульсного источника питания с помощью цифрового осциллографа
Учитывая растущий спрос на импульсные источники питания во многих отраслях, крайне важно измерить и проанализировать потери мощности в импульсных источниках питания следующего поколения. В этой области применения цифровые флуоресцентные осциллографы серии TDS5000 или TDS7000 в сочетании с программным обеспечением для измерения мощности TDSPWR2 могут помочь вам легко выполнить необходимые задачи измерения и анализа.
Новая архитектура SMPS (Switch Mode PowerSupply) требует высокого тока и низкого напряжения для процессоров с высокой скоростью передачи данных и уровнем ГГц, что создает неосязаемое новое давление на разработчиков устройств питания с точки зрения эффективности, удельной мощности, надежности и стоимости. Чтобы учесть эти требования при проектировании, конструкторы внедрили новые архитектуры, такие как технология синхронного выпрямления, коррекция фильтра активной мощности и увеличение частоты переключения. Эти технологии также создают некоторые более серьезные проблемы, такие как высокие потери мощности, рассеивание тепла и чрезмерные электромагнитные помехи/ЭМС на коммутационных устройствах.
При переходе из состояния «выключено» (проводимость) во «включено» (выключено) блок питания будет испытывать большие потери мощности. Потери мощности коммутационных устройств во включенном или выключенном состоянии относительно невелики, поскольку ток, проходящий через устройство, или напряжение на устройстве очень мало. Индукторы и трансформаторы могут изолировать выходное напряжение и сглаживать ток нагрузки. Индукторы и трансформаторы также подвержены влиянию частоты переключения, что приводит к рассеиванию мощности и случайным неисправностям, вызванным насыщением.
За счет рассеиваемой мощности внутри импульсного устройства питания определяется общий КПД теплового воздействия источника питания. Поэтому измерение потерь мощности коммутационного устройства и индуктора/трансформатора является чрезвычайно важной измерительной работой. Это измерение позволяет измерить энергоэффективность и тепловыделение.
Учитывая растущий спрос на импульсные источники питания во многих отраслях, крайне важно измерить и проанализировать потери мощности в импульсных источниках питания следующего поколения. В этой области применения цифровые флуоресцентные осциллографы серии TDS5000 или TDS7000 в сочетании с программным обеспечением для измерения мощности TDSPWR2 могут помочь вам легко выполнить необходимые задачи измерения и анализа.
Новая архитектура SMPS (Switch Mode PowerSupply) требует высокого тока и низкого напряжения для процессоров с высокой скоростью передачи данных и уровнем ГГц, что создает неосязаемое новое давление на разработчиков устройств питания с точки зрения эффективности, удельной мощности, надежности и стоимости. Чтобы учесть эти требования при проектировании, конструкторы внедрили новые архитектуры, такие как технология синхронного выпрямления, коррекция фильтра активной мощности и увеличение частоты переключения. Эти технологии также создают некоторые более серьезные проблемы, такие как высокие потери мощности, рассеивание тепла и чрезмерные электромагнитные помехи/ЭМС на коммутационных устройствах.
При переходе из состояния «выключено» (проводимость) во «включено» (выключено) блок питания будет испытывать большие потери мощности. Потери мощности коммутационных устройств во включенном или выключенном состоянии относительно невелики, поскольку ток, проходящий через устройство, или напряжение на устройстве очень мало. Индукторы и трансформаторы могут изолировать выходное напряжение и сглаживать ток нагрузки. Индукторы и трансформаторы также подвержены влиянию частоты переключения, что приводит к рассеиванию мощности и случайным неисправностям, вызванным насыщением.
За счет рассеиваемой мощности внутри импульсного устройства питания определяется общий КПД теплового воздействия источника питания. Поэтому измерение потерь мощности коммутационного устройства и индуктора/трансформатора является чрезвычайно важной измерительной работой. Это измерение позволяет измерить энергоэффективность и тепловыделение.
Рассчитать потери мощности электромагнитных компонентов
Другой метод, позволяющий уменьшить потери мощности, связан с магнитным сердечником. На типичных принципиальных схемах переменного/постоянного и постоянного/постоянного тока катушки индуктивности и трансформаторы являются другими компонентами, которые рассеивают мощность, тем самым не только влияя на энергоэффективность, но и вызывая рассеивание тепла.
При тестировании катушек индуктивности обычно используется LCR. LCR использует синусоидальную волну в качестве тестового сигнала. В импульсном устройстве питания индуктор будет нагружен высоковольтными и сильноточными коммутационными сигналами, но ни один из них не является синусоидальным сигналом. Поэтому разработчикам силовых устройств необходимо отслеживать поведенческие характеристики катушек индуктивности или трансформаторов внутри фактического силового устройства. Поэтому тестирование с использованием LCR может не отражать реальную ситуацию.
Эффективным методом наблюдения за характеристиками магнитных сердечников является использование кривой BH, поскольку кривая BH может быстро выявить поведенческие характеристики катушек индуктивности внутри устройства электропитания. TDSPWR2 позволяет быстро выполнить анализ ЧД с помощью лабораторного осциллографа без необходимости использования дорогостоящих специализированных инструментов.
В период включения и установившегося режима работы устройства электропитания катушки индуктивности и трансформаторы имеют разные характеристики поведения. Раньше для просмотра и анализа особенностей BH разработчикам приходилось сначала захватывать сигнал, а затем проводить дальнейший анализ на персональном ПК. Теперь вы можете выполнять анализ BH непосредственно на осциллографе с помощью TDSPWR2, чтобы наблюдать за поведенческими характеристиками катушки индуктивности в режиме реального времени. При проведении углубленного анализа TDSPWR2 также может предоставлять курсорные ссылки между графиками BH и данными, полученными на осциллографе.
