DijitalOsiloskopÖlçümüGüç Kaynaklarını Değiştirme
Güç kaynakları, geleneksel analog tip güç kaynaklarından yüksek verimli anahtarlamalı güç kaynaklarına kadar çok çeşitli tür ve boyutlarda mevcuttur. Hepsi karmaşık, dinamik çalışma ortamlarıyla karşı karşıyadır. Ekipman yükleri ve gereksinimleri bir anda önemli ölçüde değişebilir. "Günlük" anahtarlamalı güç kaynaklarının bile ortalama çalışma seviyelerinin çok üzerindeki anlık zirvelere dayanabilmesi gerekir. Güç kaynaklarını veya sistemlerini tasarlayan mühendislergüç kaynaklarını kullanGüç kaynağının statik koşullar altında ve en kötü durum koşullarında nasıl davranacağını anlamanız gerekir.
Geçmişte, bir güç kaynağının davranışını karakterize etmek, hareketsiz akımları ve gerilimleri dijital bir ölçüm cihazıyla ölçmek anlamına geliyordu.multimetreve bir hesap makinesi veya PC ile özenli hesaplamalar yapmak. Günümüzde çoğu mühendis, tercih ettikleri güç ölçüm platformu olarak osiloskoplara yöneliyor. Modern osiloskoplar, kurulumu basitleştiren ve dinamik ölçümleri kolaylaştıran entegre güç ölçümü ve analiz yazılımıyla donatılabilir. Kullanıcılar yalnızca ham verileri değil, önemli parametreleri özelleştirebilir, hesaplamaları otomatikleştirebilir ve sonuçları saniyeler içinde görebilir.
Güç kaynağı tasarımı sorunları ve bunların ölçüm ihtiyaçları
İdeal olarak her güç kaynağı, tasarlandığı matematiksel model gibi çalışmalıdır. Ama gerçek dünyadabileşenlerkusurlu olabilir, yükler değişebilir, güç kaynakları bozulabilir ve çevresel değişiklikler performansı etkileyebilir. Ayrıca değişen performans ve maliyet gereksinimleri güç kaynağı tasarımını karmaşık hale getiriyor. Şu sorunları göz önünde bulundurun:
Güç kaynağı nominal gücünün ötesinde kaç watt'ı koruyabilir? Ne kadar sürer? Güç kaynağı ne kadar ısı yayar? Aşırı ısındığında ne olur? Ne kadar soğutma havası akışı gerekiyor? Yük akımı önemli ölçüde arttığında ne olur? Ünite nominal çıkış voltajını koruyabilir mi? Güç kaynağı çıkışta tam bir kısa devre ile nasıl başa çıkacak? Güç kaynağının giriş voltajı değiştiğinde ne olur?
Tasarımcıların daha az yer kaplayan, ısıyı azaltan, üretim maliyetlerini düşüren ve daha katı EMI/EMC standartlarını karşılayan güç kaynakları geliştirmeleri gerekiyor. Yalnızca titiz bir ölçüm sistemi mühendislerin bu hedeflere ulaşmasını sağlayacaktır.
Osiloskoplar ve Güç Ölçümü
Osiloskoplarla yüksek bant genişliği ölçümlerine alışkın olanlar için güç kaynağı ölçümleri, nispeten düşük frekansları nedeniyle basit olabilir. Gerçekte, güç ölçümlerinde yüksek hızlı devre tasarımcılarının asla yüzleşmek zorunda kalmayacağı pek çok zorluk vardır.
Anahtarlama cihazı üzerindeki voltaj yüksek ve "değişken" olabilir, yanitopraklanmış. Sinyalin darbe genişliği, periyodu, frekansı ve görev döngüsü değişebilir. Anormallikleri tespit etmek için dalga formlarının yakalanması ve analiz edilmesi gerekir. Bu osiloskoplar için zorlu bir gerekliliktir. Çoklu problar - Tek uçlu problar, diferansiyel problar ve akım probları da gereklidir.Enstrümanuzun, düşük frekanslı alımlardan elde edilen sonuçların kaydedilmesine yer sağlamak için geniş bir belleğe sahip olmalıdır. Ve tek bir alımda geniş çapta değişen genliklere sahip farklı sinyallerin yakalanması gerekebilir.
Anahtarlama Güç Kaynağının Temelleri
Çoğu modern sistemdeki baskın DC güç mimarisi, değişen yüklerle verimli bir şekilde başa çıkma yeteneğiyle iyi bilinen anahtarlamalı güç kaynağıdır (anahtarlamalı mod güç kaynağı). Tipik bir anahtarlamalı güç kaynağının elektrik enerjisi sinyal yolu, pasif cihazları, aktif cihazları ve manyetik bileşenleri içerir. Anahtarlamalı güç kaynakları mümkün olduğunca az kayıplı bileşen kullanır (örn.dirençlerve doğrusal transistörler) ve öncelikle (ideal olarak) kayıpsız bileşenler kullanır: anahtarlama transistörleri,kapasitörlerve manyetik bileşenler.
Anahtarlamalı güç kaynağı ekipmanı ayrıca darbe genişliği modülasyonu düzenleyicisi darbe frekansı modülasyonu düzenleyicisi ve geri besleme döngüsü1 gibi bileşenleri içeren bir kontrol bölümüne de sahiptir. Kontrol bölümünün kendi güç kaynağı olabilir. İNCİR. Şekil 1, aktif ve pasif bileşenlerin yanı sıra manyetik bileşenleri de içeren elektrik enerjisi dönüşüm bölümünü gösteren bir anahtarlamalı güç kaynağının basitleştirilmiş bir şemasıdır.
Anahtarlamalı güç kaynağı teknolojisi, yalıtımlı kapı bipolar transistörlerine (IGBT'ler) sahip metal oksit alan etkili transistörler (MOSFET'ler) gibi güç yarı iletken anahtarlama cihazlarını kullanır. Bu cihazların anahtarlama süreleri kısadır ve dengesiz voltaj yükselmelerine dayanabilirler. Aynı derecede önemli olan, açık veya kapalı durumda çok az enerji tüketerek yüksek verimlilik ve düşük ısı üretimi sağlarlar. Anahtarlama cihazları, anahtarlamalı bir güç kaynağının genel performansını büyük ölçüde belirler. Anahtarlama cihazlarının temel ölçümleri şunları içerir: anahtarlama kayıpları, ortalama güç kaybı,güvenliçalışma alanı ve diğerleri.
