El mètode de mesura de la font d'alimentació commutada amb un oscil·loscopi digital
Des de fonts d'alimentació analògiques tradicionals fins a fonts d'alimentació de commutació eficients, els tipus i mides de les fonts d'alimentació varien molt. Tots s'han d'enfrontar a entorns de treball complexos i dinàmics. La càrrega i la demanda del dispositiu poden experimentar canvis significatius en un instant. Fins i tot una font d'alimentació de commutació "diària" ha de ser capaç de suportar pics instantanis que superen amb escreix el seu nivell mitjà de funcionament. Els enginyers que dissenyen fonts d'alimentació o sistemes per utilitzar fonts d'alimentació han d'entendre les condicions de treball de la font d'alimentació en condicions estàtiques i en el pitjor dels casos.
En el passat, descriure les característiques de comportament d'una font d'alimentació significava utilitzar un multímetre digital per mesurar el corrent i la tensió estàtica, i realitzar càlculs ardus mitjançant una calculadora o un ordinador. Avui, la majoria dels enginyers recorren als oscil·loscopis com a plataforma de mesura de potència preferida. Els oscil·loscopis moderns es poden equipar amb un programari integrat de mesura i anàlisi de potència, simplificant la configuració i facilitant les mesures dinàmiques. Els usuaris poden personalitzar els paràmetres clau, calcular automàticament i veure els resultats en qüestió de segons, en lloc de només dades en brut.
Problemes de disseny de fonts d'alimentació i requisits de mesura
En una situació ideal, cada font d'alimentació hauria de funcionar com el model matemàtic dissenyat per a ella. Però al món real, els components tenen defectes, les càrregues poden canviar, la font d'alimentació es pot distorsionar i els canvis ambientals poden alterar el rendiment. A més, els requisits de rendiment i costos en constant canvi fan que el disseny de la font d'alimentació sigui més complex. Considereu aquests problemes:
Quants watts de potència pot mantenir la font d'alimentació més enllà de la seva potència nominal? Quant de temps pot durar? Quanta calor emet la font d'alimentació? Què passa quan es sobreescalfa? Quant de flux d'aire de refrigeració requereix? Què passa quan el corrent de càrrega augmenta significativament? El dispositiu pot mantenir la seva tensió de sortida nominal? Com respon la font d'alimentació a un curtcircuit complet a l'extrem de sortida? Què passa quan canvia la tensió d'entrada de la font d'alimentació?
Els dissenyadors han de desenvolupar fonts d'alimentació que ocupin menys espai, redueixin la calor, redueixin els costos de fabricació i compleixin estàndards EMI/EMC més estrictes. Només un sistema de mesura estricte pot permetre als enginyers assolir aquests objectius.
Oscil·loscopi i mesura de la font d'alimentació
Per a aquells acostumats a utilitzar un oscil·loscopi per a mesures d'amplada de banda alta, la mesura de potència pot ser senzilla perquè la seva freqüència és relativament baixa. De fet, hi ha molts reptes en la mesura de potència que els dissenyadors de circuits d'alta velocitat mai han d'afrontar.
La tensió de tot l'aparell de commutació pot ser alta i flotant, és a dir, no està connectada a terra. L'amplada del pols, el període, la freqüència i el cicle de treball del senyal variaran. Cal capturar i analitzar amb precisió la forma d'ona i descobrir qualsevol anomalia en la forma d'ona. Els requisits per a aquest oscil·loscopi són estrictes. Sondes múltiples: requereixen simultàniament sondes d'un sol extrem, sondes diferencials i sondes de corrent. L'instrument ha de tenir una gran memòria per proporcionar espai d'enregistrament per obtenir resultats d'adquisició de baixa freqüència a llarg termini. I pot requerir la captura de diferents senyals amb amplituds significativament diferents en una sola adquisició.
