A verificação de soft-start está se tornando uma questão relevante para fontes de alimentação chaveadas devido ao uso crescente de controladores digitais. Os osciloscópios R&S®RTM3000 e R&S®RTA4000 contam com o recurso de análise de monitoramento de modulação por largura de pulso (PWM), que é uma opção excelente para verificar e otimizar o soft-start durante o desenvolvimento.
As fontes de alimentação chaveadas modernas oferecem recursos soft-start para limitar o estresse na seção do driver de energia e evitar sobretensão quando a fonte de alimentação entrar na condição de estado estacionário. Em aplicações alimentadas por bateria seguidas por um conversor de fontes de alimentação chaveadas (SMPS), a vida útil da bateria pode ser reduzida caso o soft-start não limite a corrente de entrada. O recurso de soft-start costuma ser fornecido no circuito integrado do controlador e pode ser configurado por diversos componentes externos. Atualmente, projetos mais inovadores de fontes de alimentação se baseiam em circuitos de controle digital, e o usuário precisa desenvolver a função de soft-start. Isso faz da verificação do soft-start um fator importante para o projetista.
Configuração de medição para monitorar uma modulação por largura de pulso
Os osciloscópios R&S®RTM3000 e R&S®RTA4000 oferecem um recurso de análise de monitoramento de modulação por largura de pulso para monitorar as informações do ciclo de trabalho medido durante a inicialização da fonte de alimentação. O projetista obtém informações detalhadas sobre o sinal de controle do dispositivo chaveado, ciclo após ciclo. Com essa funcionalidade de monitoramento, não é necessário conectar o estágio de potência para implementar e verificar o algoritmo do soft-start. Isso facilita muito o desenvolvimento e o teste da seção de software, de maneira praticamente independente do projeto do estágio de potência. Monitorar o sinal da modulação por largura de pulso também dará ao usuário mais confiança no algoritmo implementado do soft-start antes de conectar o estágio de potência. Essa abordagem pode ajudar a evitar o excesso de estresse nos componentes do estágio de potência.
Para configurar a medição do soft-start, basta utilizar uma sonda de tensão no elemento chaveado da fonte de alimentação. Em um projeto simples de conversor buck, a porta do elemento chaveado é a melhor opção.
Configuração do dispositivo
Depois de conectar a sonda ao circuito em teste, a medição pode ser iniciada seguindo as instruções abaixo:
Resultado da medição
O canal 1 mostra o sinal de controle da modulação por largura de pulso conectado. O canal "Math" (Matemática) mostra o ciclo de trabalho do sinal de controle. O canal 2 mostra a tensão de saída do conversor e só é medido para comparar a tensão de saída com o sinal matemático.
É importante notar que o tempo de subida da curva de tensão de saída é muito próximo do tempo do gráfico de monitoramento.
No entanto, a grande vantagem dessa medição de monitoramento é que, para cada ciclo de ativação/desativação, o ciclo de trabalho pode ser visto na curva de monitoramento. O algoritmo do soft-start no controlador limita o tempo de subida do gráfico do ciclo de trabalho. A corrente de saída segue o gráfico do ciclo de trabalho. Mas, diferente do que acontece com a medição direta da tensão de saída, o usuário consegue observar facilmente qualquer ciclo de trabalho individual gerado incorretamente. No gráfico da tensão de saída, pode ser difícil observar qualquer pico na inclinação porque o filtro de saída pode suprimir eventos breves.
A funcionalidade de monitoramento dos osciloscópios R&S®RTM3000 e R&S®RTA4000 é um excelente recurso que permite ao projetista verificar o soft-start do conversor da fonte de alimentação durante o processo de inicialização. Ela traz informações detalhadas sobre o sinal da modulação por largura de pulso de cada ciclo, facilitando a observação de qualquer pico ou outras alterações. Quando o recurso soft-start é baseado em um projeto digital, a função de monitoramento pode ajudar o projetista durante o processo de criação, antes que o estágio de potência seja desenvolvido. O algoritmo maduro também evitará qualquer dano aos elementos do estágio de potência.
A funcionalidade de monitoramento é um excelente recurso para exibir qualquer variação no sinal modulado da modulação por largura de pulso ao longo do tempo em diferentes aplicações eletrônicas de potência.
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