准确验证辅助偏压电源的电源启动序列 -九游官网下载

离线交直流开关转换器没有单独的偏压电源以为控制集成电路供电。此设备增加了辅助初级绕组和离散组件以为控制电路供电。此类电路的验证工作非常重要,需要进行准确详尽的信号电平和定时测量。启动序列耗时较长,测量时需考虑这一点,并使用具备足够存储的仪器。

r&s®mxo 5 系列示波器
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您的任务

离线交直流电源的偏压电源电路设计非常重要,会影响电源启动序列。偏压电容器使用整流脉动直流电压源的低恒定电流供电,因此启动序列相对耗时较长。电容器完成预充电后,偏压电源超过内部开启阈值时,控制器可以启动开关操作。辅助绕组会在数毫秒后提供偏压。辅助绕组可提高正常操作中的转换器效率。但是,偏压电容器完成恒定电流充电后只能提供有限电能,因此启动开关操作以使用辅助绕组提供充足电能之前,可能出现欠压事件。验证重叠的转换器功能时,需要测量输入电压、直流偏压、pwm 信号和输出电压。当电流源处于活动状态时,必须在长启动序列中检测到任何异常,例如错误激活的状态信号。这非常具有挑战性,需要在数百毫秒内维持高采样率和高垂直分辨率。

图 1:典型启动序列
图 1:典型启动序列
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罗德与施瓦茨九游官网下载的解决方案

r&s®mxo 5 系列示波器标配 400 mpoints 存储深度,能够以高采样率和低时基设置测量信号细节,非常适合这种测量任务。

评估偏压的开关阈值时,12 位模数转换器垂直分辨率能够针对测量的电压电平提供更多的详细信息。结合高度灵敏的数字触发功能时,当稳压器在数百毫秒后启动开关操作,仪器能够捕获长时间触发事件,从而准确采集关键的重叠事件。

以高采样率采集 pwm 脉冲后,缩放功能可用于查看细节信息。图 1 显示了典型启动序列。

应用

基于反激变换器的 50 w 离线交直流转换器可用于测量 20 v 输出电压的启动序列。这种电路提供智能的恒定电流功能以优化启动序列。完成长时间的恒定电流操作并超出 16.7 v 的开启阈值时,控制器将运行内部软启动序列。成功完成序列后,转换器将达到稳态条件。

设备设置

启动前需要完成若干操作:

  • 必须正确进行通道设置,并选择合适的探头
  • 必须定义窗口触发以捕获控制器开启事件
  • 必须激活测量功能,例如输入和输出电压之间的延迟测量
  • 必须选择多种光标设置以测量信号电平
  • 必须定义至少 100 msample/s 的高采样率,以准确测量具有陡峭边沿的 pwm 开关频率(约为 300 khz)
  • 必须充分设置记录长度以采集整个序列
  • 必须为转换器定义启动测量期间的合适负载和交流电源
图 2:转换器的启动序列测量
图 2:转换器的启动序列测量
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测量启动序列

设置完成后,必须启动交流电源以开始测量。触发检测到偏压的最小开启阈值后,屏幕上将显示波形(见图 2)。顶部窗口显示整个序列以及输入和输出电压之间的延迟(通道 1 和通道 4)。持续时间为 585 ms,电源达到稳态操作条件所需的时间也可查看。缩放功能可以查看更多信号细节。在图像上移动光标可以显示偏压的最大开启阈值(通道 2)为 17.4 v,关断电压为 10.6 v。这超出了数据表规定的临界值 10.4 v,保证辅助电源快速提供偏压。

图 3:转换器稳态条件下的 pwm 细节
图 3:转换器稳态条件下的 pwm 细节
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pwm 脉冲(通道 3)详细展示了控制器的工作方式。另一个缩放窗口显示相同的测量数据,重点展示了转换器稳态区域中的 pwm 脉冲(见图 3)。在稳态区域移动光标,可显示相应频率。缩放可调整以查看序列中的其他重要测量点。

只有借助 r&s®mxo 5 的 400 mpoints 深存储才能执行此类复杂测量。测量只使用了示波器的 80 mpoints 可用存储。示波器还可以验证更长的启动序列或更高的采样率。

总结

r&s®mxo 5 非常适合验证长启动序列,以详细分析长时间记录事件。示波器标配深存储和 12 位分辨率,能够详细分析重要的启动序列。

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