Анализ контуров управления для источников питания
Главным требованием, которому должен отвечать источник питанияв электронном устройстве, является поддержание постоянного выходного уровня несмотря на изменения нагрузки устройства. Для мониторинга выходного уровняисточнику питания требуется практически мгновенная обратная связь по уровню, которая обеспечивается замкнутым контуром управления. Источник питания должен быстро реагировать на изменения нагрузки без излишних выбросов (колебаний между избыточным и недостаточным уровнем). Качество обратной связи играет решающую роль в обеспечении рабочих характеристик источника питания.
Импульсные источники питанияв большинстве случаев становятся идеальным выбором благодаря своей компактности, малому весу, эффективности, невысокой стоимости и возможности работы в широком диапазоне входных напряжений. Чтобы исследовать работу импульсного источника питания в изменяющихся условиях, необходимо измерять коэффициент усиления и разность фаз в контуре управления на различных частотах и при этом подавать управляемый сигнал входного воздействия для создания реакции в контуре управления.
Диаграмма Бодеприменяется в целях анализа контура управления источника питания, при этом одновременно отображаются значения коэффициента усиления в дБ и разности фаз в градусах. Диаграмма Боде помогает проанализировать работу (скорость регулирования) контура управления при изменениях частоты сигнала входного воздействия и сделать вывод о риске неустойчивости системы. При сравнении фазы с частотой, при которой коэффициент усиления пересекает пороговое значение 0 дБ, интервал допуска по фазе показывает оставшийся интервал до перехода системы в неустойчивое состояние.
Осциллографявляется оптимальнымизмерительным прибором, а диаграмма Бодеявляется оптимальным средством анализа контура управления по следующим причинам:
- Измерения диапазона частотдля АЧХ контура управления должны выполняться от нуля до нескольких МГц. Для этого лучше всего использовать осциллограф.
- Результаты диаграммы Боде легко анализируются. Благодаря одновременному отображению коэффициента усиления и разности фаз по мере изменения частоты разработчики могут четко видеть, достигается ли требуемый интервал допуска по фазе на частоте среза и интервал допуска по коэффициенту усиления при разности фаз –180°, так как это означает выполнение поставленных требований к рабочим характеристикам и устойчивости.
- Настольные осциллографы общего назначенияпозволяют проводить измерения АЧХ с выполнением большинства предъявляемых требований, однако со значительно меньшими затратами, чем при использовании других приборов. Кроме того, осциллограф помогает решать сотни других измерительных задач в повседневной работе.
