Depuração segura de fontes de alimentação de energia integradas

Sua tarefa

Avalie a operação de uma fonte de alimentação de CA/CC integrada criada com dois conversores programáveis. Monitore os sinais de entrada e saída dos conversores com correlação de tempo para a interface de controle e programação baseada em protocolo enquanto a fonte de alimentação é ligada.

Solução de teste e medição

O osciloscópio digital portátil R&S^®Scope Rider combina as vantagens de um osciloscópio portátil isolado com a funcionalidade antes vista apenas em osciloscópios modernos de laboratório.

Cada canal com isolamento galvânico oferece até 500 MHzde largura de banda com medições possíveis em ambientes de até CAT IV 600 V/CAT III 1000 V.

O R&S^®Scope Rider também apresenta funcionalidades de analisador de protocolo e analisador de lógica graças a oito canais digitais (MSO) e várias opções de decodificação e trigger de protocolo (por exemplo, I²C ou UART).

A alta taxa de amostra de um máximo de 5 giga-amostras/s permite analisar detalhes do sinal como transições rápidas com alta resolução. A rápida taxa de atualização de 50.000 formas de onda/s captura rapidamente eventos raros de sinal. A operação baseada em tela de toque capacitiva dá suporte ao uso intuitivo do instrumento.

Aplicação

Fontes de alimentação integradas

A demanda por fontes de alimentação mais eficientes está aumentando. Está sendo conduzido por aplicativos móveis, em que a economia da bateria é uma preocupação, e aplicativos de armazenamento de dados ou da indústria de alta potência, em que alterações aos requisitos de potência precisam ser tratadas rapidamente ou necessidades de alta confiabilidade precisam ser garantidas.

Fontes de alimentação integradas incluem conversores de CA/CC ou CC/CC tradicionais, bem como componentes de comunicações, processamento e monitoramento. O sistema principal pode se comunicar com a fonte de alimentação integrada para configurar e ajustar parâmetros ou monitorar características críticas, como temperatura e estado de sobrecarga.

Uma interface de comunicações popular para fontes de alimentação integradas é a PMBus, baseada na camada física da interface de comunicações de dois fios I²C.

Avaliação para uma fonte de alimentação CA/CC integrada

No exemplo a seguir, dois módulos conversores de alto desempenho de 500 W CA/CCsão combinados em uma fonte de alimentação. Ambos os módulos apresentam sistemas de controle digital independentes com o protocolo PMBus pelo barramento padrão I²C como interface de comunicações. Como ambos os módulos têm um endereço I²C individual, é possível enviar comandos PMBus específicos para cada módulo. Isso permite a configuração remota dos módulos conversores, incluindo tensões de entrada e saída, compartilhamento de corrente ou potência de saída máxima. Também é possível realizar o monitoramento detalhado da unidade de fonte de alimentação geral.

Em uma primeira etapa de avaliação, é analisado o comportamento de ligar da fonte de alimentação. A fonte de alimentação é ligada usando o valor de dados I²C 80 h. Para avaliação, a entrada do conversor a 230 V CA, duas linhas de saída a +5,0 V e +12,0 Ve o sinal de potência válida devem ser monitorados com correlação de tempo para o comando de programação I²C

Configuração de medição com o R&S^®Scope Rider

Para a medição discutida, os canais de entrada do R&S^®Scope Rider são conectados às linhas de entrada e saída de potência e ao sinal de potência válida. Os canais isolados do R&S^®Scope Rider são importantes para proteger o usuário contra a tensão perigosa da rede elétrica ao medir no lado principal de conversores CA/CC. Dois canais digitais da opção MSO do R&S^®Scope Rider são conectados ao clockI²Ce sinais de dados (I²C_SCL e I²C_SDA)são configurados.

A decodificação de protocolo I²C é, então, configurada para os dois canais digitais

Para a medição real, o evento de trigger "Start" para a mensagem I²C é selecionado. Armado com um modo de trigger "Single", o R&S^®Scope Rider responde ao comando I²C emitido pelo usuário e adquire a sequência de partida da fonte de alimentação, conforme mostrado nas capturas de tela abaixo.

As capturas de tela mostram a rampa das tensões de saída e o sinal de potência válida, indicando que a fonte de alimentação está pronta para operar. Mais características, como o atraso e as rampas de saída individuais com relação ao comando I²C, podem ser verificadas pelos cursores ou com medições automatizadas.

Resumo

O osciloscópio digital portátil R&S^®Scope Rider apresenta desempenho superior aos padrões de segurança mais elevados e funcionalidades de instrumentos de laboratório, tais como osciloscópio de sinais mistos e opções de decodificação e trigger de protocolo.