Metoda mjerenja sklopnog napajanja digitalnim osciloskopom
Od tradicionalnih analognih izvora napajanja do učinkovitih prekidačkih izvora napajanja, vrste i veličine izvora napajanja uvelike se razlikuju. Svi se oni moraju suočiti sa složenim i dinamičnim radnim okruženjima. Opterećenje uređaja i potražnja mogu pretrpjeti značajne promjene u trenutku. Čak i "dnevno" prekidačko napajanje mora biti u stanju izdržati trenutne vršne napore koji daleko premašuju njegovu prosječnu radnu razinu. Inženjeri koji dizajniraju izvore napajanja ili sustave za korištenje izvora napajanja moraju razumjeti radne uvjete napajanja u statičkim i najgorim uvjetima.
U prošlosti je opisivanje karakteristika ponašanja izvora napajanja značilo korištenje digitalnog multimetra za mjerenje statičke struje i napona i izvođenje teških izračuna pomoću kalkulatora ili osobnog računala. Danas se većina inženjera okreće osciloskopima kao preferiranoj platformi za mjerenje snage. Moderni osciloskopi mogu biti opremljeni integriranim softverom za mjerenje i analizu snage, što pojednostavljuje postavke i čini dinamička mjerenja lakšim. Korisnici mogu prilagoditi ključne parametre, automatski izračunati i vidjeti rezultate unutar nekoliko sekundi, umjesto samo neobrađenih podataka.
Pitanja dizajna napajanja i zahtjevi za mjerenje
U idealnoj situaciji, svaki izvor napajanja trebao bi raditi kao matematički model koji je za njega dizajniran. Ali u stvarnom svijetu, komponente imaju nedostatke, opterećenja se mogu promijeniti, napajanje može biti iskrivljeno, a promjene u okruženju mogu promijeniti performanse. Štoviše, zahtjevi za performansama i troškovima koji se stalno mijenjaju čine dizajn napajanja složenijim. Razmotrite ove probleme:
Koliko vata snage može održati napajanje izvan svoje nazivne snage? Koliko može trajati? Koliko topline emitira napajanje? Što se događa kada se pregrije? Koliki protok zraka za hlađenje zahtijeva? Što se događa kada se struja opterećenja znatno poveća? Može li uređaj održati nazivni izlazni napon? Kako napajanje reagira na potpuni kratki spoj na kraju izlaza? Što se događa kada se ulazni napon napajanja promijeni?
Dizajneri moraju razviti napajanja koja zauzimaju manje prostora, smanjuju toplinu, smanjuju troškove proizvodnje i zadovoljavaju strože EMI/EMC standarde. Samo strogi sustav mjerenja može omogućiti inženjerima postizanje ovih ciljeva.
Osciloskop i mjerenje napajanja
Za one koji su navikli koristiti osciloskop za mjerenja velike propusnosti, mjerenje snage može biti jednostavno jer je njegova frekvencija relativno niska. Zapravo, postoje mnogi izazovi u mjerenju snage s kojima se dizajneri brzih sklopova nikada ne moraju suočiti.
Napon cijelog sklopnog uređaja može biti visok i lebdeći, što znači da nije uzemljen. Širina impulsa, period, frekvencija i radni ciklus signala će varirati. Potrebno je precizno uhvatiti i analizirati valni oblik, te otkriti sve abnormalnosti u valnom obliku. Zahtjevi za ovaj osciloskop su strogi. Višestruke sonde - istovremeno zahtijevaju jednostrane sonde, diferencijalne sonde i strujne sonde. Instrument mora imati veliku memoriju kako bi osigurao prostor za snimanje dugoročnih rezultata niskofrekventne akvizicije. I može zahtijevati hvatanje različitih signala sa značajno različitim amplitudama u jednoj akviziciji.
