Κατανόηση και Μέτρηση Παροδικού Χρόνου Ανάκτησης Τροφοδοτικού Τροφοδοσίας

Αυτός ο τύπος αρχείου περιλαμβάνει γραφικά και σχήματα υψηλής ανάλυσης, όταν ισχύει.

Bob Zollo, Product Planner, Power and Energy Division, Keysight Technologies
Ο μεταβατικός χρόνος ανάκτησης τροφοδοσίας είναι η προδιαγραφή ενός τροφοδοτικού συνεχούς ρεύματος. Περιγράφει πόσο γρήγορα θα ανακτήσει το τροφοδοτικό από μια κατάσταση μεταβατικού φορτίου στην έξοδο του τροφοδοτικού.   


Με ένα ιδανικό τροφοδοτικό που λειτουργεί σε σταθερή τάση, η τάση εξόδου θα παραμείνει στην προγραμματισμένη τιμή ανεξάρτητα από το ρεύμα που αφαιρείται από την παροχή ρεύματος από το φορτίο. Ένα πραγματικό τροφοδοτικό, ωστόσο, δεν μπορεί να διατηρήσει την προγραμματισμένη του τάση όταν υπάρχει ταχεία αύξηση του ρεύματος φορτίου.


Σε απόκριση σε μια ταχεία αύξηση του ρεύματος, η τάση του τροφοδοτικού θα πέσει έως ότου ο βρόχος ανάδρασης ρύθμισης του τροφοδοτικού επαναφέρει την τάση στην προγραμματισμένη τιμή. Ο χρόνος που χρειάζεται για να επιστρέψει η τιμή στην προγραμματισμένη τιμή είναι ο μεταβατικός χρόνος ανάκτησης φορτίου (Εικ. 1).


Σημειώστε ότι εάν το μεταβατικό ρεύμα φορτίου-ρεύματος δεν είναι ένα γρήγορο μεταβατικό, αλλά μάλλον ανεβαίνει ή πέφτει αργά, ο βρόχος ανάδρασης ρύθμισης τροφοδοτικού θα είναι αρκετά γρήγορος ώστε να ρυθμίζει και να διατηρεί την τάση εξόδου χωρίς ορατή μεταβατική περίοδο. Καθώς η ταχύτητα ακμής του τρέχοντος μεταβατικού ρεύματος αυξάνεται, υπερβαίνει την ικανότητα του βρόχου ανάδρασης τροφοδοσίας να «συντηρεί» και να διατηρεί σταθερή την τάση, με αποτέλεσμα ένα μεταβατικό γεγονός φορτίου.


Electronicdesign Com Sites Electronicdesign com Μεταφορτώσεις αρχείων 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo F1
1. Ο χρόνος ανάκτησης μεταβατικού φορτίου είναι ο χρόνος "X" για την ανάκτηση της τάσης εξόδου και τη διατήρηση της τάξης του "Y" millivolt της ονομαστικής τάσης εξόδου μετά από μια αλλαγή βήματος amp "Z" στο ρεύμα φορτίου. Το "Y" είναι η καθορισμένη ζώνη ανάκτησης ή η ζώνη καθίζησης και το "Z" είναι η καθορισμένη αλλαγή ρεύματος φορτίου, συνήθως ίση με την ονομαστική τιμή ρεύματος πλήρους φορτίου της παροχής.




Ο μεταβατικός χρόνος ανάκτησης του τροφοδοτικού μετράται από την αρχή του μεταβατικού ρεύματος φορτίου έως τη στιγμή που η τροφοδοσία ελαττώνεται και φτάνει ξανά στην προγραμματισμένη τιμή. Αλλά κάθε φορά που προσδιορίζετε "φθάνει σε μια προγραμματισμένη τιμή", πρέπει να καθορίσετε σε μια ζώνη ανοχής. Έτσι, ο χρόνος ανάκτησης μεταβατικού φορτίου τροφοδοσίας ορίζεται ως ο χρόνος που απαιτείται για την επίτευξη μιας ζώνης ανοχής κάποιου τοις εκατό της προγραμματισμένης τιμής, κάποιου ποσοστού της ονομαστικής εξόδου ή ακόμη και μιας ζώνης ανοχής σταθερής τάσης. Ο πίνακας δείχνει μερικά παραδείγματα προδιαγραφών μεταβατικής τροφοδοσίας.  


Κοιτάζοντας το τροφοδοτικό Keysight N7952A, μπορείτε να δείτε ότι η ζώνη ανοχής μεταβατικού χρόνου ανάκτησης καθορίζεται ως 100 mV. Κατά τη μέτρηση του μεταβατικού χρόνου ανάκτησης, εάν η τάση εξόδου είναι 25 V, πρέπει να μετρήσετε πόσο χρόνο χρειάζεται η παροχή ρεύματος για να επανέλθει στα ±100 mV περίπου 25 V.






Electronicdesign Com Sites Electronicdesign com Μεταφορτώσεις αρχείων 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo Table




Οι ενισχυτές ισχύος εξηγούν γιατί είναι σημαντικός ο παροδικός χρόνος ανάκτησης


Ας δούμε ένα παράδειγμα εφαρμογής όπου η μεταβατική απόκριση τροφοδοσίας συνεχούς ρεύματος είναι σημαντική. Κατά τη δοκιμή ενισχυτών ισχύος (PA) που χρησιμοποιούνται σε κινητές συσκευές (όπως κινητά τηλέφωνα ή tablet), είναι πολύ σημαντικό η τάση πόλωσης συνεχούς ρεύματος στη συσκευή υπό δοκιμή (DUT) να παραμένει σε σταθερή και σταθερή τάση. Εάν η τάση κυμαινόταν ή αλλάξει κατά τη διάρκεια της δοκιμής, δεν διατηρούνται οι κατάλληλες συνθήκες δοκιμής και οι προκύπτουσες μετρήσεις ισχύος ραδιοσυχνοτήτων στο DUT δεν θα είναι σωστές.     


Στην περίπτωση αυτή της ΠΑ η κατάσταση επιδεινώνεται λόγω του σημερινού προφίλ. Το PA εκπέμπει σε παλμούς και ως εκ τούτου τραβά το ρεύμα από την πόλωση συνεχούς ρεύματος στους παλμούς. Αυτοί οι παλμοί έχουν γρήγορους ρυθμούς ακμών και επομένως παρουσιάζουν σημαντικές μεταβατικές μεταβολές φορτίου στην πόλωση συνεχούς ρεύματος. Κάθε φορά που το PA ενεργοποιείται, αντλεί υψηλό ρεύμα, το οποίο παρασύρει προς τα κάτω το τροφοδοτικό πόλωσης συνεχούς ρεύματος. Το τροφοδοτικό θα ανακάμψει γρήγορα. Ωστόσο, κατά τη διάρκεια του χρόνου που το τροφοδοτικό ανταποκρίνεται στο μεταβατικό, η τάση του δεν είναι στην επιθυμητή τιμή για τη δοκιμή. Μόλις αποκατασταθεί το τροφοδοτικό, το PA θα λειτουργεί υπό τις κατάλληλες συνθήκες δοκιμής και έτσι καθίσταται δυνατή η πραγματοποίηση των κατάλληλων μετρήσεων ισχύος ραδιοσυχνοτήτων. 


Με δισεκατομμύρια PA που κατασκευάζονται και δοκιμάζονται κάθε χρόνο, η απόδοση των δοκιμών είναι κρίσιμη. Εάν το τροφοδοτικό επανέλθει αργά, προσθέτει χρόνο δοκιμής στο PA και επομένως επιβραδύνει την απόδοση δοκιμής κατασκευής. Ως εκ τούτου, οι κατασκευαστές PA αναζητούν τροφοδοτικά γρήγορης ανάκτησης για να διασφαλίσουν ότι μπορούν να επιτύχουν τη μέγιστη απόδοση δοκιμής κατασκευής. Αναζητούν την προδιαγραφή του μεταβατικού χρόνου ανάκτησης για να καθορίσουν ποια παροχή θα είναι η καλύτερη για την εφαρμογή τους. Επομένως, ο προμηθευτής τροφοδοτικού πρέπει να είναι σε θέση να μετρήσει με ακρίβεια τον μεταβατικό χρόνο ανάκτησης του τροφοδοτικού προκειμένου να παρουσιάσει τις καλύτερες δυνατές προδιαγραφές στους κατασκευαστές PA.


Μέτρηση Μεταβατικού Χρόνου Ανάκτησης


Το δύσκολο μέρος της μέτρησης του χρόνου ανάκτησης μεταβατικού φορτίου είναι ο καθορισμός του πότε η τάση εισέρχεται στη ζώνη ανοχής. Το μέσο βολτόμετρο μπορεί εύκολα να μετρήσει εάν η τάση εξόδου συνεχούς ρεύματος βρίσκεται εντός της ζώνης ανοχής. Ωστόσο, είναι ένα αργό όργανο και δεν θα μπορεί να κάνει δειγματοληψία αρκετά γρήγορα για να δώσει μια ουσιαστική μέτρηση χρόνου με επαρκή ανάλυση για να πει πόσο γρήγορα εισήλθε η τάση στη ζώνη ανοχής.


Αν κοιτάξουμε πέρα ​​από το μέσο βολτόμετρο, ορισμένα βολτόμετρα υψηλής ταχύτητας μπορούν να μετρήσουν δεκάδες χιλιάδες μετρήσεις ανά δευτερόλεπτο με αρκετή ακρίβεια ώστε να ανιχνεύσουν πότε η τάση τροφοδοσίας εισέρχεται με ακρίβεια στη ζώνη ανοχής. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι το 34470A DMM της Keysight. Καθώς οι παροδικοί χρόνοι ανάκτησης βελτιώνονται, αυτά τα βολτόμετρα, ακόμη και καταγράφοντας δεδομένα στα 50 ksamples/s, γίνονται πολύ αργά για να καταγράψουν τον γρήγορο χρόνο ανάκτησης.  


ΑΠΟ ΤΟΥΣ ΣΥΝΕΡΓΑΤΕΣ ΜΑΣ
2.7-V έως 24-V, 2.7-mΩ, eFuse 15-A με προστασία εναλλαγής θερμότητας, οθόνη ±1.5% ρεύματος & προσαρμογή. σφάλμα mgmt
TPS25982 2.7-V έως 24-V, 2.7mΩ, 15-A Smart eFuse - Ενσωματωμένη προστασία Hot-Swap με 1.5% ακριβή παρακολούθηση ρεύματος φορτίου και ρυθμιζόμενη μεταβατική…
WaveRunner 8000HD: Ανάλυση πολλαπλών σιδηροτροχιών
Κάντε ευαίσθητες μετρήσεις, όπως χαρακτηρισμό κατάρρευσης σιδηροτροχιάς, με απόλυτη σιγουριά χάρη στο υψηλό δυναμικό εύρος του WaveRunner 8000HD και το 0.5%…
Ένα εύρος θα ήταν ένα πιο λογικό εργαλείο για χρήση, καθώς μπορεί εύκολα να συλλάβει και να απεικονίσει πολύ γρήγορα μεταβατικά γεγονότα. Το μέσο εύρος, ωστόσο, έχει συνήθως 1%-3% κάθετη ακρίβεια και ανάλυση 8 bit. Κατά συνέπεια, αγωνίζεται να παρέχει αρκετή κατακόρυφη ακρίβεια και ανάλυση για να εντοπίζει με ακρίβεια πότε η τάση εξόδου συνεχούς ρεύματος φτάνει στη στενή ζώνη ανοχής. 


Βάζοντας το εύρος στη σύζευξη εναλλασσόμενου ρεύματος, προσπαθείτε να κάνετε μεγέθυνση στη ζώνη ανοχής. Ωστόσο, θα εισαχθεί σφάλμα καθώς η μεταβατική σταθεροποιημένη στάθμη συνεχούς ρεύματος θα παραμορφωθεί λόγω της σύζευξης εναλλασσόμενου ρεύματος. Αυτό θα μπορούσε να καταστήσει δύσκολο τον ακριβή προσδιορισμό του μετα-μεταβατικού επιπέδου συνεχούς ρεύματος εντός της ζώνης ανοχής καθώς η σταθεροποιημένη τάση συνεχούς ρεύματος "έλκεται προς τα κάτω" από τη σύζευξη εναλλασσόμενου ρεύματος.


Μια άλλη επιλογή θα ήταν να αφήσετε το εύρος στη σύζευξη συνεχούς ρεύματος, αλλά να χρησιμοποιήσετε μια μεγάλη μετατόπιση συνεχούς ρεύματος στο εύρος για να κάνετε μεγέθυνση στη ζώνη ανοχής. Αυτό λειτουργεί καλά με εξόδους dc στο επίπεδο 0- έως 10-V, αλλά καθώς η έξοδος συνεχούς ρεύματος ανεβαίνει, η μετατόπιση συνεχούς ρεύματος πρέπει επίσης να ανεβαίνει. Με μεγάλες μετατοπίσεις συνεχούς ρεύματος, τα ελάχιστα βολτ/διαίρεση πρέπει επίσης να αυξηθούν για να υποστηρίξουν τη μεγάλη μετατόπιση συνεχούς ρεύματος, με αποτέλεσμα μικρότερη ανάλυση μέτρησης στη ζώνη ανοχής.  


Για τροφοδοτικά με ευρύτερη ζώνη ανοχής τάσης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν σκοπευτικά για την πραγματοποίηση αυτών των μετρήσεων. Στην πραγματικότητα, οι παλμογράφοι Keysight προσφέρουν ενσωματωμένο λογισμικό ανάλυσης ισχύος που πραγματοποιεί μεταβατικές μετρήσεις απόκρισης μέσω λειτουργιών με το κλειδί στο χέρι (βλ. www.keysight.com/find/scopes-power). Τα πεδία υψηλότερης απόδοσης, με ανάλυση 10 ή 12 bit, έχουν μεγαλύτερη ευελιξία και πιο προηγμένα μπροστινά άκρα, επιτρέποντάς τους να κάνουν αυτές τις μετρήσεις ακόμη και για στενές ζώνες ανοχής τάσης. Ωστόσο, αυτά τα πεδία δεν είναι τόσο κοινά στο μέσο εργαστηριακό πάγκο.


Electronicdesign Com Sites Electronicdesign com Μεταφορτώσεις αρχείων 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo F3
2. Αυτό το στιγμιότυπο οθόνης από το Keysight IntegraVision Power Analyzer δείχνει τη μέτρηση μεταβατικής τάσης-χρόνου ανάκτησης.




Για τροφοδοτικά με στενές ζώνες ανοχής τάσης, ένας αναλυτής ποιότητας ισχύος υψηλής απόδοσης μπορεί να πραγματοποιήσει αυτή τη μέτρηση, υπό την προϋπόθεση ότι έχει δυνατότητα μέτρησης μίας βολής. Απαιτείται μέτρηση μιας βολής επειδή το μεταβατικό είναι ένα συμβάν μεμονωμένης λήψης που προκαλείται από την ανερχόμενη άκρη του τρέχοντος παλμού. Εναλλακτικά, εάν μπορείτε να δημιουργήσετε ένα επαναλαμβανόμενο μεταβατικό ρεύμα φορτίου, όπως ένα τετράγωνο κύμα όπου το ρεύμα μεταπηδά μεταξύ υψηλών και χαμηλών τιμών ρεύματος, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν αναλυτή ισχύος χωρίς μέτρηση μίας λήψης για να καταγράψετε το επαναλαμβανόμενο μεταβατικό συμβάν.  


Οι αναλυτές ισχύος υψηλής απόδοσης έχουν κατακόρυφη ακρίβεια καλύτερη από 0.1%, ανάλυση 16 bit και ταχύτητες ψηφιοποίησης 1 Msample/s ή περισσότερο. Αυτός ο συνδυασμός γρήγορης ψηφιοποίησης και ακριβούς μέτρησης τάσης σάς επιτρέπει να μετράτε εύκολα την απόκριση μεταβατικού φορτίου τροφοδοσίας και να αναγνωρίζετε πότε επιτυγχάνεται η στενή ζώνη ανοχής. Δεδομένου ότι ένας αναλυτής ισχύος μπορεί να μετρήσει απευθείας την τάση και το ρεύμα χωρίς ανιχνευτές, μπορείτε να ρυθμίσετε γρήγορα αυτήν τη μέτρηση ώστε να ενεργοποιείται από την ανερχόμενη άκρη του ρεύματος και στη συνέχεια να μετρήσετε το χρόνο ανάκτησης τάσης.  


Ένας αναλυτής ισχύος με αυτή τη δυνατότητα είναι ο αναλυτής ισχύος IntegraVision (Εικ. 2), ο οποίος παρέχει ψηφιοποίηση 5-Msample/s μονής λήψης στα 16 bit ταυτόχρονα τόσο σε τάση όσο και σε ρεύμα, με βασική ακρίβεια 0.05%, όλα εμφανίζονται σε μια μεγάλη έγχρωμη οθόνη αφής . Η μέτρηση πραγματοποιείται σε τροφοδοσία 10 V με παλμό μεταξύ 2Α και 8Α. Η παροδική ζώνη ανάκτησής του είναι ±100 mV.


Χρησιμοποιώντας τους δύο δείκτες Y του IntegraVision, μπορείτε να αναγνωρίσετε το πάνω (10.1 V) και το κάτω μέρος (9.9 V) της ζώνης ανοχής τάσης. Στη συνέχεια, με τους δύο δείκτες X, μπορείτε να αναγνωρίσετε πότε ξεκινά το μεταβατικό στην τρέχουσα κυματομορφή με δείκτη X1 και πότε η τάση εισέρχεται στη ζώνη ανοχής με δείκτη X2. Η χρονική διαφορά μεταξύ X1 και X2 είναι ο παροδικός χρόνος ανάκτησης, που μετράται ως 90.4 μs.

Αφήστε μήνυμα 

Λίστα μηνυμάτων