Introducció al mètode d’utilitzar oscil·loscopi digital per provar l’alimentació de commutació
Oscil·loscopi i mesura de potència
Per a aquells acostumats a utilitzar osciloscopis per a mesures d’amplada de banda elevades, la mesura de potència pot ser senzilla a causa de la seva freqüència relativament baixa. De fet, hi ha molts reptes en la mesura d’energia que els dissenyadors de circuits d’alta velocitat mai han d’afrontar.
La tensió de tot el commutador pot ser elevada i "flotant", és a dir, no està a terra. L’amplada, el període, la freqüència i el cicle de treball del senyal variaran. És necessari capturar i analitzar amb precisió la forma d’ona i detectar qualsevol anomalia a la forma d’ona. Els requisits per a aquest oscil·loscopi són estrictes. Múltiples sondes: requereixen sondes úniques, sondes diferencials i sondes actuals simultàniament. L’instrument ha de tenir una gran memòria per proporcionar un espai de gravació per als resultats d’adquisició de baixa freqüència a llarg termini. I pot requerir capturar diferents senyals amb amplituds significativament diferents en una adquisició.
Fonaments de la commutació d’alimentació
L’arquitectura d’alimentació DC principal en la majoria dels sistemes moderns és l’alimentació en mode commutador (font d’alimentació del mode Switch), que és coneguda per la seva capacitat per afrontar eficaçment les càrregues canviants. La ruta del senyal de potència d’una font d’alimentació de commutació típica inclou components passius, components actius i components magnètics. Les fonts d’alimentació de commutació haurien de minimitzar l’ús de components amb pèrdues com ara resistències i transistors lineals, i principalment (idealment) components sense pèrdues com ara transistors, condensadors i components magnètics.
L’equip d’alimentació d’alimentació de commutació també té una part de control, que inclou components com el regulador de modulació d’amplada de pols, regulador de modulació de freqüència de pols i bucle de retroalimentació 1. La part de control pot tenir la seva pròpia font d’alimentació. La figura 1 és un diagrama esquemàtic simplificat d’una font d’alimentació de commutació, que mostra la secció de conversió d’energia elèctrica, incloent components actius, components passius i components magnètics.
La tecnologia de subministrament d’alimentació de commutació utilitza dispositius de commutació de semiconductors d’energia com ara transistors d’efecte d’òxid de metall (MOSFETs) i transistors bipolars de porta aïllats (IGBTS). Aquests dispositius tenen temps de commutació curts i poden suportar pics de tensió inestables. Igualment important és que consumeixen molt poca energia, amb alta eficiència i generació de calor baixa, ja sigui en estat obert o tancat. Els dispositius de commutació determinen en gran mesura el rendiment global de les fonts d’alimentació de commutació. Les principals mesures dels dispositius de commutació inclouen: pèrdues de commutació, pèrdues de potència mitjanes, àrea de treball segura i altres.
