Точная проверка последовательностей запуска источников питания с подачей вспомогательного напряжения смещения

Измерительная задача

Источники напряжения смещения для автономных блоков питания переменного/постоянного тока имеют важное значение, поскольку они оказывают влияние на последовательность запуска блока питания. Запуск длится относительно долго, так как конденсаторы смещения заряжаются очень низким постоянным током от источника выпрямленного импульсного постоянного напряжения. Если конденсаторы предварительно заряжены и источник напряжения смещения превышает внутренний порог включения, контроллер может приступить к импульсной работе. По истечении нескольких миллисекунд вспомогательная обмотка начинает подавать напряжение смещения. Эта вспомогательная обмотка повышает эффективность преобразователя в нормальном режиме работы. Однако ввиду того, что конденсаторы смещения подают только ограниченную энергию после завершения зарядки постоянным током, может произойти событие недостаточного напряжения до того, как импульсный режим будет способен обеспечивать достаточное питание через вспомогательную обмотку. Измерения входного напряжения, смещения по постоянному току, сигналов широтно-импульсной модуляции и выходного напряжения обязательны при проверке пересекающихся функций преобразователя. Любые отклонения, такие как неправильная активация сигналов состояния, необходимо выявлять во время длительной последовательности запуска с включенным источником тока. Это непростая задача, для которой требуются высокая частота дискретизации и достаточное разрешение по вертикали на протяжении сотен миллисекунд.

Решение компании Rohde & Schwarz

Осциллограф серии R&S®MXO 5 идеально подходит для решения данной задачи, так как он способен выполнять подробные измерения с высокой частотой дискретизации и медленной временной разверткой благодаря наличию большой стандартной памяти объемом в 400 млн отсчетов.

12-разрядный АЦП с разрешением по вертикали позволяет подробно исследовать измеренные уровни напряжения в ходе анализа пороговых значений включения и выключения напряжения смещения. В сочетании со сверхчувствительным цифровым запуском можно регистрировать удаленные события запуска, чтобы точно фиксировать критическое наложение событий при запуске импульсного режима преобразователя по истечении нескольких сотен миллисекунд.

Функция масштабирования позволяет подробно рассматривать импульсы с широтно-импульсной модуляцией при высокой частоте дискретизации. На рис. 1 изображена типичная последовательность запуска.

Измерение последовательности запуска

После завершения настройки необходимо включить источник питания переменного тока, чтобы начать измерение. Как только схема запуска обнаружит пересечение порога включения для напряжения смещения, на экране появится осциллограмма (см. рис. 2). В верхнем окне отображается вся последовательность и время задержки между входным и выходным напряжением (каналы 1 и 4). Здесь длительность составляет 585 мс и также видно время, требуемое для перехода источника питания в установившийся режим. С помощью функции масштабирования можно подробнее рассматривать сигналы. Путем перемещения курсора поверх изображения можно определить, что максимальный порог включения напряжения смещения (канал 2) составляет 17,4 В, а порог выключения напряжения смещения составляет 10,6 В. Этот уровень превышает критическое значение 10,4 В согласно технической спецификации, что означает почти достаточную подачу напряжения смещения от вспомогательной обмотки.

Импульсы ШИМ (канал 3) подробно иллюстрируют работу контроллера. В другом окне с увеличенным масштабом для текущего измерения представлены импульсы широтно-импульсной модуляции в установившемся режиме преобразователя (см. рис. 3). Путем перемещения курсора поверх изображения можно определить частоту в установившемся режиме. Функцию масштабирования можно применять и к другим важным участкам последовательности.