Razumevanje in merjenje prehodnega časa obnovitve napajanja

Ta vrsta datoteke vključuje grafiko in sheme z visoko ločljivostjo, kadar je to primerno.

Bob Zollo, načrtovalec izdelkov, oddelek za energijo in energijo, Keysight Technologies
Prehodni obnovitveni čas napajalnika je specifikacija enosmernega napajalnika. Opisuje, kako hitro se bo napajalnik obnovil po prehodnem stanju obremenitve na izhodu napajalnika.   


Z idealnim napajalnikom, ki deluje pri konstantni napetosti, bi izhodna napetost ostala na programirani vrednosti ne glede na tok, ki ga breme črpa iz napajalnika. Pravi napajalnik pa ne more vzdrževati svoje programirane napetosti, ko pride do hitrega porasta toka obremenitve.


Kot odgovor na hiter porast toka bo napetost napajalnika padla, dokler povratna zanka za regulacijo napajanja ne dvigne napetost nazaj na programirano vrednost. Čas, potreben, da se vrednost vrne na programirano vrednost, je prehodni čas obnovitve obremenitve (slika 1).


Upoštevajte, da če prehodni tok obremenitve ni hiter prehodni proces, temveč počasi narašča ali pada, bo povratna zanka za regulacijo napajanja dovolj hitra, da regulira in vzdržuje izhodno napetost brez vidnega prehodnega pojava. Ko se robna hitrost trenutnega prehodnega pojava poveča, preseže sposobnost povratne zanke napajalnika, da "održi konstantno napetost" in povzroči prehodni dogodek obremenitve.


Spletna mesta Electronicdesign Com Prenos datotek Electronicdesign com 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo F1
1. Obnovitveni čas pri prehodnem obremenitvi je čas "X", ko se izhodna napetost obnovi in ​​ostane znotraj "Y" milivoltov nazivne izhodne napetosti po korakih "Z" amp v obremenitvenem toku. "Y" je določen obnovitveni pas ali pas poravnave, "Z" pa je določena sprememba toka obremenitve, običajno enaka nazivnemu toku polne obremenitve napajalnika.




Obnovitveni čas napajalne napetosti se meri od začetka prehodnega toka obremenitve do trenutka, ko se napajanje umiri in ponovno doseže programirano vrednost. Toda kadar koli določite "doseže programirano vrednost", morate določiti znotraj tolerančnega pasu. Tako je čas obnovitve prehodne obremenitve napajalnika določen kot čas, potreben za dosego tolerančnega pasu nekaj odstotkov programirane vrednosti, nekaj odstotkov nazivne izhodne moči ali celo tolerančnega pasu fiksne napetosti. Tabela prikazuje nekaj primerov prehodnih specifikacij napajanja.  


Če pogledate napajalnik Keysight N7952A, lahko vidite, da je tolerančni pas prehodnega časa obnovitve določen kot 100 mV. Pri merjenju prehodnega obnovitvenega časa, če je izhodna napetost 25 V, morate izmeriti, koliko časa potrebuje napajalnik, da se povrne na ±100 mV okoli 25 V.






Spletna mesta Electronicdesign Com Electronicdesign com Nalaganje datotek 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo Table




Ojačevalniki moči ponazarjajo, zakaj je prehodni čas obnovitve pomemben


Poglejmo si primer aplikacije, kjer je pomemben prehodni odziv enosmernega napajanja. Pri testiranju ojačevalnikov moči (PA), ki se uporabljajo v mobilnih napravah (kot so mobilni telefoni ali tablični računalniki), je zelo pomembno, da napetost enosmernega toka v preizkušani napravi (DUT) ostane pri fiksni in stabilni napetosti. Če bi napetost med preskusom nihala ali se spremenila, se ne ohranijo ustrezni preskusni pogoji in posledične meritve RF moči na DUT ne bodo pravilne.     


V tem primeru PA se stanje poslabša zaradi trenutnega profila. PA oddaja v impulzih in zato črpa tok iz enosmernega pristranskosti v impulzih. Ti impulzi imajo hitre robne hitrosti in zato predstavljajo znatne prehodne obremenitve na pristranskosti enosmernega toka. Vsakič, ko se PA vklopi, potegne visok tok, ki vleče navzdol napajalnik enosmernega toka. Napajanje se bo hitro obnovilo; vendar v času, ko se napajalnik odziva na prehodni pojav, njegova napetost ni na želeni vrednosti za test. Ko se napajanje povrne, bo PA deloval pod pravimi preskusnimi pogoji in tako bo postalo mogoče izvesti ustrezne meritve RF moči. 


Glede na to, da se vsako leto izdela in testira na milijarde PA, je prepustnost testiranja ključnega pomena. Če se napajanje počasi obnavlja, poveča preskusni čas PA in zato upočasni pretok proizvodnega testa. Proizvajalci PA zato iščejo napajalnike za hitro obnovitev, da zagotovijo, da lahko dosežejo največjo zmogljivost proizvodnega testa. Preučujejo specifikacijo prehodnega časa obnovitve, da ugotovijo, kateri vir je najboljši za njihovo uporabo. Torej mora prodajalec napajalnika biti sposoben natančno izmeriti prehodni čas obnovitve napajanja, da bi proizvajalcem PA predstavil najboljšo možno specifikacijo.


Merjenje prehodnega časa obnovitve


Težaven del merjenja časa obnovitve pri prehodnih obremenitvah je določitev, kdaj napetost vstopi v tolerančni pas. Povprečni voltmeter lahko zlahka izmeri, če je izhodna napetost enosmernega toka znotraj tolerančnega pasu. Je pa počasen instrument in ne bo mogel dovolj hitro vzorčiti, da bi dal smiselno meritev časa z ustrezno ločljivostjo, da bi povedal, kako hitro je napetost vstopila v tolerančni pas.


Če pogledamo onkraj povprečnega voltmetra, lahko nekateri hitri voltmetri merijo več deset tisoč odčitkov na sekundo z dovolj natančnostjo, da zaznajo, kdaj napetost napajalnika natančno vstopi v tolerančni pas. Eden takšnih primerov je Keysightov DMM 34470A. Ker se prehodni časi obnovitve izboljšujejo, postanejo ti voltmetri, ki celo zajemajo podatke pri 50 ksamples/s, prepočasni, da bi zajeli hiter čas obnovitve.  


OD NAŠIH PARTNERJEV
2.7-V do 24-V, 2.7-mΩ, 15-A eVarovalka z zaščito pred vročo zamenjavo, ±1.5 % nadzor toka in prilagoditev. Upravljanje napak
TPS25982 2.7-V do 24-V, 2.7mΩ, 15-A Smart eFuse - Integrirana zaščita pred vročo zamenjavo z 1.5 % natančnim spremljanjem toka obremenitve in nastavljivim prehodnim ...
WaveRunner 8000HD: analiza več tirnic
Zaradi visokega dinamičnega razpona WaveRunner 8000HD in 0.5 %…
Obseg bi bil bolj smiselno orodje za uporabo, saj lahko zlahka zajame in vizualizira zelo hitre prehode. Povprečen obseg pa ima običajno 1-3% navpično natančnost in 8-bitno ločljivost. Posledično se trudi zagotoviti dovolj navpične natančnosti in ločljivosti, da bi natančno določil, kdaj izhodna napetost enosmernega toka doseže ozek tolerančni pas. 


Če daljnogled postavite v AC sklopko, poskušate povečati tolerančni pas. Vendar bo prišlo do napake, saj bo postopen enosmerni nivo popačen zaradi AC sklopke. To bi lahko otežilo natančno identifikacijo post-prehodne enosmerne ravni znotraj tolerančnega pasu, saj se ustaljena enosmerna napetost "vleče navzdol" s strani izmenične sklopke.


Druga možnost bi bila, da pustite merilnik v enosmerni sklopki, vendar uporabite velik odmik enosmernega toka na obsegu, da povečate tolerančni pas. To dobro deluje z enosmernimi izhodi na nivoju od 0 do 10 V, vendar ko se izhod enosmernega toka dviga, se mora dvigniti tudi odmik enosmernega toka. Pri velikih odmikih enosmernega toka se mora povečati tudi minimalni volt/delitev, da podpre velik odmik enosmernega toka, kar ima za posledico manjšo ločljivost meritev na tolerančnem pasu.  


Za napajalnike s širšim tolerančnim razponom napetosti se lahko za te meritve uporabijo daljnogledi. Pravzaprav osciloskopi Keysight ponujajo vgrajeno programsko opremo za analizo moči, ki izvaja meritve prehodnih odzivov prek operacij na ključ (oglejte si www.keysight.com/find/scopes-power). Najbolj zmogljivi daljnogledi z 10 ali 12-bitno ločljivostjo imajo večjo prilagodljivost in naprednejše sprednje strani, kar jim omogoča, da te meritve izvajajo tudi za ozke tolerančne napetostne pasove. Vendar pa ti obsegi niso tako pogosti na povprečni laboratorijski mizi.


Spletna mesta Electronicdesign Com Prenos datotek Electronicdesign com 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo F3
2. Ta posnetek zaslona iz Keysight IntegraVision Power Analyzer prikazuje merjenje časa obnovitve pri prehodnem napetosti.




Za napajalnike z ozkimi tolerančnimi napetostnimi pasovi lahko to meritev izvede visokozmogljiv analizator kakovosti električne energije – pod pogojem, da ima možnost merjenja z enim strelom. Enkratno merjenje je potrebno, ker je prehodni dogodek enkraten dogodek, ki ga sproži naraščajoči rob tokovnega impulza. Če lahko ustvarite ponavljajoč se prehodni tok obremenitve, kot je pravokotni val, kjer tok skoči med visoko in nizko vrednostjo toka, lahko uporabite analizator moči brez meritve z enim posnetkom, da zajamete ponavljajoči se prehodni dogodek.  


Visoko zmogljivi analizatorji moči imajo boljšo od 0.1 % navpične natančnosti, 16-bitno ločljivost in hitrost digitalizacije 1 Mvzorca/s ali več. Ta kombinacija hitre digitalizacije in natančnega merjenja napetosti vam omogoča enostavno merjenje prehodnega odziva obremenitve napajalnika in ugotavljanje, kdaj je dosežen ozek tolerančni pas. Ker lahko analizator moči neposredno meri napetost in tok brez sond, lahko to meritev hitro nastavite tako, da se sproži od naraščajočega roba toka in nato izmerite čas obnovitve napetosti.  


En analizator moči s to zmožnostjo je IntegraVision Power Analyzer (slika 2), ki omogoča digitalizacijo z enim posnetkom 5-Mvzorca/s pri 16-bitih hkrati na napetost in tok z 0.05-odstotno osnovno natančnostjo, vse prikazano na velikem barvnem zaslonu na dotik. . Meritev se izvaja na 10-V napajanju, ki pulzira med 2A in 8A. Njegov prehodni obnovitveni pas je ±100 mV.


Z uporabo dveh Y markerjev IntegraVision lahko prepoznate zgornji (10.1 V) in spodnji (9.9 V) napetostni tolerančni pas. Nato lahko z obema oznakama X ugotovite, kdaj se prehodni proces začne na trenutni valovni obliki z oznako X1 in kdaj napetost vstopi v tolerančni pas z oznako X2. Časovna razlika med X1 in X2 je prehodni čas okrevanja, merjen kot 90.4 μs.

Pustite sporočilo 

Seznam sporočilo