DigitaalinenOskilloskooppiMittausKytkentävirtalähteet
Virtalähteitä on monenlaisia tyyppejä ja kokoja, perinteisistä analogisista teholähteistä erittäin tehokkaisiin hakkuriteholähteisiin. Ne kaikki kohtaavat monimutkaiset, dynaamiset toimintaympäristöt. Laitteiden kuormitukset ja vaatimukset voivat muuttua dramaattisesti hetkessä. Jopa "päivittäisten" hakkuriteholähteiden on kestettävä hetkelliset piikit selvästi keskimääräistä käyttötasoaan korkeammalla. Insinöörit suunnittelevat virtalähteitä tai järjestelmiäkäytä virtalähteitäOn ymmärrettävä, kuinka virtalähde käyttäytyy staattisissa olosuhteissa sekä pahimmassa tapauksessa.
Aikaisemmin virtalähteen käyttäytymisen karakterisointi tarkoitti lepotilavirtojen ja jännitteiden mittaamista digitaalisellayleismittarija huolellisten laskutoimitusten suorittaminen laskimella tai PC:llä. Nykyään useimmat insinöörit käyttävät oskilloskooppeja ensisijaisena tehonmittausalustanaan. Nykyaikaiset oskilloskoopit voidaan varustaa integroidulla tehonmittaus- ja -analyysiohjelmistolla, mikä yksinkertaistaa asennusta ja helpottaa dynaamisia mittauksia. Käyttäjät voivat mukauttaa avainparametreja, automatisoida laskelmia ja nähdä tulokset sekunneissa, ei vain raakadataa.
Virtalähteen suunnittelukysymykset ja niiden mittaustarpeet
Ihannetapauksessa jokaisen virtalähteen pitäisi toimia samalla tavalla kuin se matemaattinen malli, jota varten se on suunniteltu. Mutta todellisessa maailmassakomponentitovat viallisia, kuormat muuttuvat, virtalähteet voivat vääristyä ja ympäristömuutokset voivat muuttaa suorituskykyä. Myös muuttuvat suorituskyky- ja kustannusvaatimukset vaikeuttavat virtalähteen suunnittelua. Harkitse näitä asioita:
Kuinka monta wattia virtalähde voi kestää yli nimellistehonsa? Kuinka kauan se kestää? Kuinka paljon lämpöä virtalähde lähettää? Mitä tapahtuu, kun se ylikuumenee? Kuinka paljon jäähdytysilmavirtaa se vaatii? Mitä tapahtuu, kun kuormitusvirta kasvaa dramaattisesti? Pystyykö yksikkö ylläpitämään nimellislähtöjännitettä? Kuinka virtalähde kestää täydellisen oikosulun lähdössä? Mitä tapahtuu, kun virtalähteen syöttöjännite muuttuu?
Suunnittelijoiden on kehitettävä virtalähteitä, jotka vievät vähemmän tilaa, vähentävät lämpöä, alentavat valmistuskustannuksia ja täyttävät tiukemmat EMI/EMC-standardit. Vain tiukka mittausjärjestelmä antaa insinöörille mahdollisuuden saavuttaa nämä tavoitteet.
Oskilloskoopit ja tehonmittaus
Niille, jotka ovat tottuneet mittaamaan suuria kaistanleveyksiä oskilloskoopilla, virtalähteen mittaukset voivat olla yksinkertaisia niiden suhteellisen alhaisen taajuuden vuoksi. Todellisuudessa tehomittauksissa on monia haasteita, joita nopeiden piirien suunnittelijoiden ei koskaan tarvitse kohdata.
Jännite kytkinlaitteen yli voi olla korkea ja "kelluva", eli eimaadoitettu. Signaalin pulssin leveys, jakso, taajuus ja toimintajakso voivat vaihdella. Aaltomuodot on otettava talteen ja analysoitava poikkeamien havaitsemiseksi. Tämä on vaativa vaatimus oskilloskoopeille. Useita antureita – Tarvitaan myös yksipäisiä antureita, differentiaaliantureita ja virtaantureita.Instrumenttion oltava suuri muisti, jotta se tarjoaa tilaa pitkien, matalataajuisten hankintojen tulosten tallentamiseen. Ja voi olla tarpeen siepata erilaisia signaaleja, joilla on laajalti vaihtelevat amplitudit yhdellä kuvauksella.
Hakkurivirtalähteen perusteet
Hallitseva tasavirtaarkkitehtuuri useimmissa nykyaikaisissa järjestelmissä on hakkuriteholähde (hakkuriteholähde), joka tunnetaan hyvin kyvystään kestää tehokkaasti vaihtelevia kuormia. Tyypillisen hakkuriteholähteen sähköenergian signaalipolku sisältää passiivisia laitteita, aktiivisia laitteita ja magneettisia komponentteja. Hakkuriteholähteet käyttävät mahdollisimman vähän häviöllisiä komponentteja (esim.vastuksetja lineaaritransistorit) ja käyttävät ensisijaisesti (ihanteellisesti) häviöttömiä komponentteja: kytkentätransistoreita,kondensaattoritja magneettiset komponentit.
Hakkuriteholähteessä on myös ohjausosa, joka sisältää komponentteja, kuten pulssinleveysmodulaatiosäätimen pulssin taajuusmodulaatiosäätimen ja takaisinkytkentäsilmukan1. Ohjausosassa voi olla oma virtalähde. KUVA. Kuva 1 on yksinkertaistettu kaavio hakkuriteholähteestä, joka esittää sähköenergian muunnososan, joka sisältää aktiivisia ja passiivisia komponentteja sekä magneettikomponentteja.
Hakkuriteholähdetekniikka käyttää tehopuolijohdekytkentälaitteita, kuten metallioksidikenttätransistoreja (MOSFET), joissa on eristetty hila-bipolaarinen transistore (IGBT). Näillä laitteilla on lyhyet kytkentäajat ja ne kestävät epävakaita jännitepiikkejä. Yhtä tärkeää on, että ne kuluttavat hyvin vähän energiaa joko päällä tai pois päältä, mikä johtaa korkeaan hyötysuhteeseen ja alhaiseen lämmöntuotantoon. Hakkurilaitteet määräävät suurelta osin hakkuriteholähteen yleisen suorituskyvyn. Kytkentälaitteiden tärkeimmät mittaukset ovat: kytkentähäviöt, keskimääräinen tehohäviö,turvallinentoiminta-alue ja muut.
