Método e etapas para testar a comutação da fonte de alimentação usando um osciloscópio digital
Medição de osciloscópio e fonte de alimentação
Para aqueles acostumados a usar um osciloscópio para medições de alta largura de banda, a medição de potência pode ser simples porque sua frequência é relativamente baixa. Na verdade, também existem muitos desafios que os projetistas de circuitos de alta velocidade nunca terão que enfrentar na medição de potência.
A tensão de todo o quadro pode ser alta e flutuante, o que significa que não está aterrado. A largura do pulso, o período, a frequência e o ciclo de trabalho do sinal irão variar. É necessário capturar e analisar a forma de onda com veracidade e detectar quaisquer anormalidades na forma de onda. Os requisitos para osciloscópios são exigentes. Múltiplas sondas - exigindo simultaneamente sondas de terminação única, sondas diferenciais e sondas de corrente. O instrumento deve ter uma memória grande para fornecer espaço de gravação para resultados de aquisição de baixa frequência de longo prazo. E pode exigir a captura de sinais diferentes com diferenças significativas de amplitude em uma aquisição.
Fundamentos da fonte de alimentação chaveada
A arquitetura principal da fonte de alimentação CC na maioria dos sistemas modernos é uma fonte de alimentação chaveada (SMPS), que é bem conhecida por sua capacidade de lidar efetivamente com mudanças de carga. O caminho do sinal elétrico de uma fonte de alimentação chaveada típica inclui componentes passivos, componentes ativos e componentes magnéticos. As fontes de alimentação chaveadas devem minimizar o uso de componentes com perdas, como resistores e transistores lineares, e usar principalmente (idealmente) componentes sem perdas, como transistores chaveadores, capacitores e componentes magnéticos.
O dispositivo de fonte de alimentação comutada também possui uma parte de controle, que inclui componentes como regulador de modulação de largura de pulso, regulador de modulação de frequência de pulso e circuito de feedback 1. A seção de controle pode ter sua própria fonte de alimentação. A Figura 1 é um diagrama esquemático simplificado de uma fonte de alimentação chaveada, que mostra a parte de conversão de energia, incluindo dispositivos ativos, dispositivos passivos e componentes magnéticos.
A tecnologia de fonte de alimentação chaveada usa dispositivos de comutação de semicondutores de potência, como transistores de efeito de campo de óxido metálico (MOSFETs) e transistores bipolares de porta isolada (IGBTs). Esses dispositivos têm um tempo de comutação curto e podem suportar picos de tensão instáveis. Igualmente importante, consomem muito pouca energia tanto no estado aberto como fechado, com elevada eficiência e baixa geração de calor. Os dispositivos de comutação determinam em grande parte o desempenho geral das fontes de alimentação comutadas. As principais medições de dispositivos de comutação incluem: perda de comutação, perda média de potência, área de trabalho segura, entre outras.
