Verwenden eines digitalen Oszilloskops zum Testen der Schaltnetzteil-Methodenschritte
Für diejenigen, die es gewohnt sind, mit Oszilloskopen hohe Bandbreitenmessungen durchzuführen, erscheinen Messungen von Stromversorgungen aufgrund ihrer relativ niedrigen Frequenz möglicherweise einfach. In Wirklichkeit sind Leistungsmessungen mit vielen Herausforderungen verbunden, mit denen Entwickler von Hochgeschwindigkeitsschaltungen nie konfrontiert werden.
Die Spannung über dem Schaltgerät kann hoch und "schwebend" sein, d. h. nichtgeerdet. Die Impulsbreite, Periode, Frequenz und das Tastverhältnis des Signals können variieren. Wellenformen müssen erfasst und analysiert werden, um Anomalien zu erkennen. Dies ist eine anspruchsvolle Anforderung an Oszilloskope. Mehrere Sonden – Single-Ended-Sonden, Differenzialsonden und Stromsonden sind ebenfalls erforderlich.Das Instrumentmuss über einen großen Speicher verfügen, um Platz für die Aufzeichnung von Ergebnissen aus langen, niederfrequenten Erfassungen zu haben. Außerdem kann es erforderlich sein, in einer einzigen Erfassung unterschiedliche Signale mit stark unterschiedlichen Amplituden zu erfassen.
Grundlagen zu Schaltnetzteilen
Die dominierende Gleichstromarchitektur in den meisten modernen Systemen ist das Schaltnetzteil (Schaltnetzteil), das für seine Fähigkeit bekannt ist, mit unterschiedlichen Lasten effizient umzugehen. Der elektrische Energiesignalpfad eines typischen Schaltnetzteils umfasst passive Geräte, aktive Geräte und magnetische Komponenten. Schaltnetzteile verwenden so wenig verlustbehafteteKomponentenwie möglich (z. B.Widerständeund lineare Transistoren) und verwenden hauptsächlich (idealerweise) verlustfreie Komponenten: Schalttransistoren,Kondensatorenund magnetische Komponenten.
Schaltnetzteile verfügen außerdem über einen Steuerabschnitt, der Komponenten wie einen Pulsweitenmodulationsregler, einen Pulsfrequenzmodulationsregler und eine Rückkopplungsschleife1 umfasst. Der Steuerabschnitt kann über eine eigene Stromversorgung verfügen. FIG. 1 ist ein vereinfachtes Schema eines Schaltnetzteils, das den Abschnitt zur Umwandlung elektrischer Energie zeigt, der aktive und passive Komponenten sowie magnetische Komponenten umfasst.
Bei der Schaltnetzteiltechnologie werden Leistungshalbleiter-Schaltgeräte wie Metalloxid-Feldeffekttransistoren (MOSFETs) mit IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors) verwendet. Diese Geräte haben kurze Schaltzeiten und können instabilen Spannungsspitzen standhalten. Ebenso wichtig ist, dass sie sowohl im ein- als auch im ausgeschalteten Zustand sehr wenig Energie verbrauchen, was zu einer hohen Effizienz und geringer Wärmeentwicklung führt. Schaltgeräte bestimmen weitgehend die Gesamtleistung eines Schaltnetzteils. Zu den wichtigsten Messungen von Schaltgeräten gehören: Schaltverluste, durchschnittlicher Leistungsverlust,sicherEinsatzgebiet und Sonstiges.
