Messmethode für digitales Oszilloskop mit Schaltnetzteil
Von herkömmlichen analogen Netzteilen bis hin zu effizienten Schaltnetzteilen variieren die Arten und Größen der Netzteile stark. Sie alle müssen sich komplexen und dynamischen Arbeitsumgebungen stellen. Die Auslastung und Nachfrage der Ausrüstung kann sich augenblicklich erheblich ändern. Selbst „alltägliche“ Schaltnetzteile müssen in der Lage sein, momentane Spitzenwerte auszuhalten, die weit über ihrem durchschnittlichen Betriebsniveau liegen. Ingenieure, die Netzteile oder Systeme zur Verwendung von Netzteilen entwerfen, müssen die Betriebsbedingungen des Netzteils unter statischen und ungünstigsten Bedingungen verstehen.
In der Vergangenheit bedeutete die Beschreibung der Verhaltensmerkmale eines Netzteils, dass ein Digitalmultimeter zum Messen von statischem Strom und Spannung verwendet und schwierige Berechnungen mit einem Taschenrechner oder PC durchgeführt wurden. Heutzutage verwenden die meisten Ingenieure Oszilloskope als bevorzugte Leistungsmessplattform. Moderne Oszilloskope können mit integrierter Leistungsmess- und Analysesoftware ausgestattet werden, was die Einrichtung vereinfacht und dynamische Messungen erleichtert. Benutzer können wichtige Parameter anpassen, automatisch berechnen und in Sekundenschnelle Ergebnisse anzeigen, nicht nur Rohdaten.
Probleme beim Entwurf von Stromversorgungen und deren Messanforderungen
Im Idealfall sollte jedes Netzteil wie das für es entwickelte mathematische Modell funktionieren. Aber in der realen Welt sind Komponenten defekt, Lasten können sich ändern, Stromversorgungen können verzerrt sein und Umgebungsveränderungen können die Leistung beeinträchtigen. Darüber hinaus machen sich ständig ändernde Leistungs- und Kostenanforderungen die Stromversorgungskonstruktion komplexer. Bedenken Sie diese Probleme:
Wie viele Watt Leistung kann das Netzteil über seine Nennleistung hinaus aufrechterhalten? Wie lange kann es dauern? Wie viel Wärme gibt das Netzteil ab? Was passiert, wenn es überhitzt? Wie viel Kühlluftstrom ist erforderlich? Was passiert, wenn der Laststrom deutlich ansteigt? Kann das Gerät seine Nennausgangsspannung halten? Wie geht das Netzteil mit einem kompletten Kurzschluss auf der Ausgangsseite um? Was passiert, wenn sich die Eingangsspannung des Netzteils ändert?
Entwickler müssen Netzteile entwickeln, die weniger Platz beanspruchen, die Wärmeentwicklung reduzieren, die Herstellungskosten senken und strengere EMI/EMV-Standards erfüllen. Nur ein strenges Messsystem kann es Ingenieuren ermöglichen, diese Ziele zu erreichen.
Oszilloskop und Leistungsmessung
Für diejenigen, die es gewohnt sind, Oszilloskope für Messungen mit hoher Bandbreite zu verwenden, kann die Leistungsmessung aufgrund der relativ niedrigen Frequenz einfach sein. Tatsächlich gibt es bei der Leistungsmessung viele Herausforderungen, denen sich Entwickler von Hochgeschwindigkeitsschaltungen nie stellen müssen.
Die Spannung der gesamten Schaltanlage kann hoch und „erdfrei“ sein, d. h. sie ist nicht geerdet. Die Impulsbreite, Periode, Frequenz und das Tastverhältnis des Signals variieren. Es ist notwendig, die Wellenform genau zu erfassen und zu analysieren und etwaige Anomalien in der Wellenform zu erkennen. Die Anforderungen an dieses Oszilloskop sind streng. Mehrere Tastköpfe – erfordern gleichzeitig Single-Ended-Tastköpfe, Differenztastköpfe und Stromtastköpfe. Das Instrument muss über einen großen Speicher verfügen, um Platz für die Aufzeichnung langfristiger Niederfrequenz-Erfassungsergebnisse zu bieten. Und es kann erforderlich sein, verschiedene Signale mit deutlich unterschiedlichen Amplituden in einer Erfassung zu erfassen.
