Применение
Для демонстрации функции отслеживания применяется импульсный преобразователь постоянного тока с полномостовой схемой и синхронным выпрямлением. Преобразователь с изолированным выходом работает с частотой переключения 100 кГц и преобразует входное напряжение 48 В в выходное напряжение 12 В. Выходной ток ограничивается до макс. 8 А, а изменение нагрузки на выходе генерируется с помощью электронной нагрузки.
Настройка устройства
Перед подачей изменений нагрузки на выход преобразователя необходимо выполнить несколько задач, чтобы было возможно визуальное представление положительного коэффициента заполнения в виде отдельной осциллограммы:
- Настройка каналов с выбором пробника
- Настройка схемы запуска для регистрации изменений нагрузки на выходе преобразователя
- Активация функции измерения положительного коэффициента заполнения и задание уровней процентного отношения от эталонного напряжения (например, 20%, 50%, 80%)
- Задание достаточно высокой частоты дискретизации ≥ 100 млн выборок/с для точного измерения ШИМ-сигналов с крутым фронтом
- Задание достаточного времени записи для регистрации всей последовательности (как минимум один переход от низкого к высокому току и наоборот)
- Активация функции отслеживания в меню измерения и оптимизация вертикальной шкалы
Измерение переходной характеристики нагрузки
После завершения настройки следует с помощью электронной нагрузки подать изменение нагрузки между низким значением тока (20% от макс. нагрузки) и высоким значением тока (80% от макс. нагрузки). Как только схема запуска обнаружит действительное условие запуска, на экране появятся осциллограммы, как показано на рисунке 3. В верхнем окне изображены два изменения нагрузки в различных направлениях. Выходное напряжение измеряется в канале 1, выходной ток измеряется в канале 2. Также отображаются управляющий ШИМ-сигнал (канал 3) и осциллограмма положительного коэффициента заполнения.
На увеличенном фрагменте видно, что выходное напряжение падает только на прибл. 300 мкс, после чего восстанавливается устойчивое состояние. Разность между нагрузками 20% и 80% в устойчивом состоянии составляет всего лишь 2,4 мВ – это значение измеряется с помощью курсора. На осциллограмме положительного коэффициента заполнения видно изменение уровня (26% вместо 24%) после возврата преобразователя в устойчивое состояние. Эта разность отражает эффект, который не соответствует ожиданиям, описываемым на рисунке 2. Согласно определению и теории коэффициент заполнения не должен зависеть от тока нагрузки.
Если обратиться к теории регулирования, разность в 2% обусловлена повышенными потерями на диэлектрическую проводимость вследствие увеличения выходного тока. Повышенные потери образуются в основном в трансформаторе и выходном выпрямителе. Дополнительные потери необходимо компенсировать путем увеличения положительного коэффициента заполнения, и функция отслеживания позволит выполнить эту сложную измерительную задачу.