Analyse de boucle de régulation pour des alimentations
Les exigences fondamentales d'une alimentationpour un appareil électrique afin de maintenir un niveau de sortie constant, malgré la charge relative au changement d'appareil. Pour surveiller le niveau de sortie, l'alimentation nécessite un retour d'information instantané du niveau, fourni par une boucle de régulation fermée. L'alimentation doit rapidement répondre aux changements de charge, sans repliement excessif (oscillation entre le dépassement vers le haut et vers le bas). La qualité du retour d'information joue un rôle essentiel dans la performance de l'alimentation.
Les alimentations à découpage(SMPS) sont le choix le plus courant de la conception d'alimentation, étant petites, légères, efficaces, peu coûteuses, et adaptées à une large gamme de tensions d'entrée. Afin d'analyser si une alimentation à découpage fonctionne correctement dans des conditions variantes, mesurez le gain et le décalage de phase dans la boucle de régulation sur une gamme de fréquences, tout en insérant un signal contrôlé pour engendrer une réponse dans la boucle de régulation.
Un diagramme de Bodeest l'outil de choix pour une analyse de boucle de régulation d'alimentation, avec le gain en dB et le décalage de phase en degrés affichés simultanément. Un diagramme de Bode fournit des informations relatives à la performance (vitesse de régulation) de la boucle lorsque la fréquence du signal d'excitation change, ainsi que sur le niveau d'instabilité du système. En comparant la fréquence à laquelle le gain franchit le seuil 0dB avec la phase, la marge de phase indique combien de temps cette dernière tient avant que le système n'ait un comportement instable.
Un oscilloscopeest plus adaptécomme instrument de mesure, avec un diagramme de Bodel'outil d'analyse de boucle de régulation le plus adapté pour plusieurs raisons :
- Les mesures de gamme de fréquencede la réponse de la boucle de régulation devraient être effectuées proche de DC jusqu'à quelques MHz, pour lesquels les oscilloscopes sont bien adaptés.
- Les résultats du diagramme de Bode sont simples à analyser. Puisque le gain et les décalages de phase sont affichés simultanément lorsque la fréquence change, les concepteurs peuvent clairement visualiser si leurs cibles pour la marge de phase au croisement de la fréquence et de la marge de gain au décalage de phase –180° se rencontrent pour répondre entièrement aux exigences de performance et de stabilité.
- Les oscilloscopes de banc génériquesproposent un niveau de performance pour les mesures de réponse en fréquence qui répondront à la plupart des exigences à un coût inférieur à celui des alternatives. Et un oscilloscope peut aussi être utilisé pour des centaines d'autres tâches de mesure quotidiennes.
