Applicazioni
Un convertitore a commutazione DC/DC con topologia a ponte intero e rettifica sincrona illustra la funzione traccia. Il convertitore isolato funziona con una frequenza di commutazione di 100 kHz e converte la tensione di ingresso di 48 V in una tensione di uscita di 12 V. La corrente di uscita è impostata su un massimo di 8 A e il passo di carico in uscita è generato con un carico elettronico.
Impostazione dello strumento
Prima di applicare le fasi di carico all'uscita del convertitore, è necessario completare diverse operazioni per visualizzare il duty cycle positivo come forma d'onda della traccia:
- Impostazione del canale con selezione della sonda
- Definizione di un trigger per catturare gli eventi load step all'uscita del controllore
- Attivazione della funzione di misura del duty cycle positivo e definizione dei livelli percentuali della tensione di riferimento (ad es. 20%, 50%, 80%)
- Definizione di una frequenza di campionamento sufficiente ≥100 Msample/s per poter misurare accuratamente un segnale PWM con fronti ripidi
- Una lunghezza di registrazione sufficiente a catturare un'intera sequenza (almeno un passaggio di corrente da bassa ad alta e un altro da alta a bassa)
- Attivazione della funzione traccia all'interno del sottomenu di misura e ottimizzazione della scala verticale
Misura del transitorio di carico
Dopo aver completato tale configurazione, configurare il carico elettronico in modo da applicare una fase di carico tra un valore di corrente basso (20% del carico massimo) e un valore di corrente alto (80% del carico massimo). Non appena il trigger rileva una condizione di trigger valida, le forme d'onda appaiono sullo schermo come illustrato nella Figura 3. La finestra superiore mostra l'acquisizione di due passi di carico in entrambe le direzioni. La tensione di uscita è misurata sul canale 1 e la corrente di uscita è misurata sul canale 2. Vengono visualizzati anche il segnale di controllo PWM (canale 3) e la forma d'onda della traccia per il duty cycle positivo.
La finestra di zoom mostra che la tensione di uscita cala solo per 300 μs circa prima di tornare a funzionare in modo stabile. Lo scostamento tra i carichi del 20% e dell'80% in uno stato stazionario è di soli 2,4 mV, misurati dalla funzione cursore. La forma d'onda della traccia mostra un livello diverso (26% invece del 24%) dopo che il convertitore entra in uno stato stazionario. Lo scostamento rivela un effetto che non soddisfa le aspettative descritte nella Figura 2. Secondo la definizione e la teoria, il duty cycle dovrebbe essere indipendente dalla corrente di carico.
Esaminando la teoria del controllo, si evince che lo scostamento del 2% è dovuto alle maggiori perdite di conduzione causate dall'aumento della corrente di uscita. Le perdite maggiori vengono generate principalmente nel trasformatore e nel rettificatore di uscita. Le perdite aggiuntive devono essere equalizzate aumentando il ciclo di lavoro positivo; questo complesso compito di misura viene reso possibile dalla funzione traccia.