Импульсные источники питания (ИИП) обладают практически полной универсальностью в контексте применения в современном электронном оборудовании; они пришли на замену громоздким, тяжелым и малоэффективным преобразователям и линейным источникам питания, предложив более эффективное, компактное и легкое решение. Кроме того, ИИП обеспечивают эффективную работу в широком диапазоне входных напряжений. ИИП нашли свое применение в ряде приложений и конфигураций; они могут быть классифицированы в соответствии с выполняемой функцией: преобразование входного напряжения в более низкое (понижающий преобразователь) или более высокое (повышающий преобразователь) напряжение на выходе; дальнейшее разделение осуществляется по типу выполняемого преобразования: AC/DC (переменный ток / постоянный ток), AC/AC (переменный ток / переменный ток), DC/DC (постоянный ток / постоянный ток) или DC/AC (постоянный ток / переменный ток). Анализ ряда характеристик ИИП может быть выполнен посредством цифровых мультиметров (ЦММ) и источников питания, однако для измерения динамических характеристик и параметров стабильности ИИП рекомендуется использовать цифровой осциллограф с соответствующими пробниками и вспомогательным оборудованием.
Прочитав обзор вы узнаете:
1. Режимы работы понижающего преобразователя постоянного тока
2. Состав измерительной установки
3. Обзор основных типов измерения с использованием понижающего преобразователя постоянного тока
4. Пример измерения характеристик понижающего преобразователя постоянного тока
5. Документирование результатов анализа
Анализ ряда характеристик ИИП может быть выполнен посредством цифровых мультиметров (ЦММ) и источников питания, однако для измерения динамических характеристик и параметров стабильности ИИП рекомендуется использовать цифровой осциллограф с соответствующими пробниками и вспомогательным оборудованием. Ключевые параметры и характеристики включают пусковой ток, пиковый ток катушки индуктивности, выходной и входной токи, пульсации напряжения и его спектр, а также частоту и напряжение коммутации. Анализ результатов измерений этих параметров и характеристик определяет требования к используемому испытательному оборудованию. ПО для проведения измерений позволяет расширить возможности выполнения и документирования ряда измерений и процедур анализа характеристик электрических цепей ИИП при разработке, тестировании, сертификации или анализе этих цепей. Многие приложения, особенно реализованные в области портативной электроники, используют понижающий преобразователь постоянного тока (DC/DC), позволяющий уменьшить и стабилизировать более высокое напряжение аккумуляторной батареи для обеспечения соответствия корректному рабочему диапазону напряжений таких подсистем, как LDO (стабилизаторы с низким падением напряжения), ЦПУ, логические подсистемы, ВЧ, аудио, драйверы питания светодиодов, модули памяти и др. В смартфонах, ноутбуках и планшетных компьютерах зачастую реализовано от 10 до 20 областей питания. Понижающие преобразователи, как правило, обладают КПД более 90 %. При выборе соответствующего схемного решения и компонентов можно добиться уровня КПД выше 95 %. В настоящих указаниях по применению приведено описание процедуры выполнения предварительного тестирования с использованием прототипа подсистемы понижающего преобразователя постоянного тока, позволяющей проверить базовую работоспособность и производительность этой подсистемы. Сведения об измерительном оборудовании и ПО охватывают осциллографы серии R&S®RTO, опцию измерения электропитания R&S®RTOK31, пассивный и активный пробники напряжения, токовые пробники, калибровочную плату R&S®RT-ZF20 и такое вспомогательное испытательное оборудование, как источники питания, генераторы импульсов/сигналов, цифровые мультиметры и электронные нагрузки. Следует заметить, что эффективность этого "высокоуровневого" анализа в значительной степени зависит от квалификации обслуживающего персонала и умения интерпретировать осциллограммы и результаты измерений применительно к анализируемой цепи и условиям эксплуатации. Снимки экрана осциллографа и результаты измерения были получены в ходе тестирования модифицированного модуля TPS62090EVM (Evaluation Module, модуль анализа) производства компании Texas Instruments [1]. Некоторые изменения были внесены для обеспечения свободного доступа к контрольным точкам, что привело к ухудшению производительности понижающего преобразователя постоянного тока модуля TPS62090 [2], и поэтому их не следует рассматривать в качестве примера, отражающего оптимальную производительность модуля TPS62090 или TPS62090EVM.
Больше учебных материалов на официальном сайте R&S
