보조 바이어스 서플라이의 전원공급장치 시동 시퀀스의 정확한 검증

목표

오프라인 AC/DC 전원공급장치용 바이어스 전원 회로 설계는 전원 시동 시퀀스에 영향을 미치므로 매우 중요합니다. 이 시퀀스는 정류 맥동 DC 전압 소스에서 매우 낮은 정전류로 바이어스 커패시터를 충전하므로 상대적으로 오래 소요됩니다. 커패시터를 프리차지한 후 바이어스 서플라이가 내부 켜짐 임계값을 초과하면 컨트롤러에서 스위칭 작동을 시작할 수 있습니다. 몇 밀리초 이후 보조 권선이 바이어스 전압을 공급합니다. 이 보조 권선은 정상 작동 시 컨버터의 효율성을 개선합니다. 하지만 바이어스 커패시터는 정전류 충전이 완료된 후 제한적 에너지만 공급하므로, 스위칭 작동에서 보조 권선을 통해 충분한 전력을 공급하기 전에 부족 전압 이벤트가 발생할 수 있습니다. 중첩 컨버터 기능을 검증할 때에는 입력 전압, DC 바이어스 전압, PWM 신호 및 출력 전압 측정이 중요합니다. 전류 소스가 활성일 때 긴 시동 시퀀스의 이상현상(잘못 활성화된 상태 신호 등)을 반드시 탐지해야 합니다. 이러한 탐지 작업은 매우 까다로우며 높은 샘플링 레이트와 수백만초에 걸쳐 충분한 수직 분해능이 필요합니다.

로데슈바르즈 솔루션

R&S®MXO 5 시리즈 오실로스코프는 400 Mpoint의 대용량 표준 메모리를 제공, 높은 샘플링 레이트와 슬로우 타임베이스 설정으로 상세 정보를 측정할 수 있는 최적의 제품입니다.

12비트 ADC 수직 분해능은 바이어스 전압에 대한 켜짐/꺼짐 임계값을 평가할 때 측정된 전압 레벨에 대해 자세한 정보를 제공합니다. 고감도 디지털 트리거와 결합하여, 몇백 밀리초 이후 레귤레이터가 스위칭 작동을 시작할 때 멀리 떨어진 트리거 이벤트를 캡처하여 중요한 중첩 이벤트를 정밀하게 포착할 수 있습니다.

확대 기능을 사용해 PWM 펄스의 높은 샘플링 레이트로 상세정보를 볼 수 있습니다. 그림 1에 일반적인 시동 시퀀스가 나와 있습니다.

시동 시퀀스 측정

셋업을 배치한 후 AC 전원을 켜서 측정을 시작해야 합니다. 트리거가 바이어스 전압에 대한 최소 켜짐 임계값을 탐지하는 즉시 스크린샷에 파형이 표시됩니다(그림 2 참조). 상단 창에 전체 시퀀스가 나타나고 입력 전압과 출력 전압 간 지연이 표시됩니다(채널 1 및 4). 이때 지속시간은 585 ms이며 전원공급장치가 평형 상태 작동으로 전환하는 데 필요한 시간도 확인할 수 있습니다. 확대/축소 기능으로 자세한 신호 정보를 확인할 수 있습니다. 커서를 이미지 위로 움직이면 바이어스 전압(채널 2)의 최대 켜짐 임계값 17.4 V 및 꺼짐 전압 10.6 V가 나타납니다. 이 레벨은 핵심 데이터 시트 값인 10.4 V를 초과하므로 보조 바이어스 전압 공급이 충분히 빠른 것입니다.

PWM 펄스(채널 3)가 컨트롤러의 작동 방식을 자세히 보여줍니다. 같은 측정 데이터의 다른 확대/축소 창에 컨버터 평형 상태 영역의 PWM 펄스가 강조 표시되어 있습니다(그림 3 참조). 해당 영역에서 커서를 움직이면 평형 상태의 주파수가 표시됩니다. 확대/축소는 시퀀스의 다른 중요 포인트에 대해 조정할 수 있습니다.