Kako koristiti digitalni osciloskop za testiranje prekidačkog napajanja
Osciloskop i mjerenje snage
Za one koji su navikli na mjerenje širokog opsega pomoću osciloskopa, mjerenja napajanja mogu biti jednostavna zbog njihove relativno niske frekvencije. U stvari, postoje mnogi izazovi u mjerenju snage s kojima se dizajneri kola velike brzine nikada ne moraju suočiti.
Cijeli razvodni uređaj može biti na visokom naponu i "plutajući", odnosno nije povezan sa zemljom. Širina impulsa, period, frekvencija i radni ciklus signala će se promijeniti. Talasni oblik se mora uhvatiti i vjerno analizirati kako bi se pronašle bilo kakve anomalije u talasnom obliku. Ovo je zahtjevno za osciloskop. Više sondi – potrebne su jednostrane sonde, diferencijalne sonde i strujne sonde. Instrument mora imati veliku memoriju kako bi osigurao prostor za snimanje za dugoročne rezultate akvizicije niske frekvencije. I možda će biti potrebno uhvatiti različite signale sa veoma različitim amplitudama u jednoj akviziciji.
Osnove prekidačkog napajanja
Dominantna arhitektura jednosmerne struje u većini modernih sistema je prekidačko napajanje (switching power supply), koje je dobro poznato po svojoj sposobnosti da efikasno upravlja promenljivim opterećenjima. Putanja signala napajanja tipičnog prekidačkog napajanja uključuje pasivne komponente, aktivne komponente i magnetne komponente. Prekidački izvori napajanja koriste što je moguće manje komponenti sa gubicima (kao što su otpornici i linearni tranzistori) i uglavnom koriste (idealno) komponente bez gubitaka: prekidačke tranzistore, kondenzatore i magnetne komponente.
Oprema za prekidačko napajanje također ima upravljački dio, koji uključuje regulator modulacije širine impulsa, regulator modulacije pulsne frekvencije, povratnu petlju 1 i druge komponente. Kontrolni dio može imati vlastito napajanje. Slika 1 je pojednostavljeni šematski dijagram prekidačkog napajanja, koji prikazuje dio za konverziju snage, uključujući aktivne uređaje, pasivne uređaje i magnetne komponente.
Tehnologija prekidačkog napajanja koristi poluvodičke sklopne uređaje kao što su tranzistori sa efektom polja metalnog oksida (MOSFET) i bipolarni tranzistori sa izolovanim vratima (IGBT). Ovi uređaji imaju kratko vrijeme uključivanja i mogu izdržati nestabilne skokove napona. Jednako važno, troše vrlo malo energije, visoko su efikasni i stvaraju nisku toplinu, bilo da su u uključenom ili isključenom stanju. Preklopni uređaji u velikoj mjeri određuju ukupne performanse prekidačkog napajanja. Glavna mjerenja sklopnih uređaja uključuju: komutacijski gubitak, prosječni gubitak snage, sigurno radno područje i drugo.
