Приборы для ремонта электронных узлов, блоков питания
Выберите страну
Выберите регион
Выберите город
После выявления отказавшего узла ремонт оборудования можно осуществить путем простой замены компонента. Возникает вопрос: что делать с неисправными узлами? Некоторые из них не подлежат восстановлению по причине высокой сложности ремонта (точнее говоря, из-за отсутствия нужных приборов и инструментов), невозможности приобретения комплектующих или экономической нецелесообразности. Но другие — вполне ремонтопригодны, и стоимость ремонта будет ниже стоимости нового аналогичного узла. Обычно чем ниже степень интеграции устройства, тем выше его ремонтопригодность.
Дискретные компоненты проще приобрести, и стоят они недорого. Кроме того, их монтаж и демонтаж не составляет особой сложности. Все, что требуется, — найти конкретную неисправную деталь и заменить ее. К числу устройств с большим количеством дискретных компонентов прежде всего относятся блоки питания, видеомониторы, модули памяти, модули с большим количеством логических ИМС малой степени интеграции. Ниже мы рассмотрим основные разновидности приборов, применяемые для отыскания неисправностей в таких устройствах.
НАБОР ДЛЯ ОТЛАДКИ ЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ
Поиск неисправностей в цифровых устройствах на базе логических ИМС малой и средней степени интеграции — работа сколь часто встречающаяся, столь и непростая. Выполнить ее можно, например, с помощью осциллографа. Однако проще всего воспользоваться предназначенным для этого вида работ набором средств.
Входящие в этот набор приборы могут использоваться сами по себе, но в комплекте их возможности существенно возрастают.
Состав набора достаточно постоянен: логический монитор, пробник, генератор и щуп. Логический монитор представляет собой клипсу. Клипса фиксируется на 8, 14 или 16 выводных корпусах и обеспечивает индикацию логических уровней сигналов ТТЛ и КМОП микросхем. Пробник позволяет определять логический уровень сигнала или наличие цепочек импульсов, а также фиксировать одиночные короткие (до 5 нс) импульсы.
Генератор предназначен для формирования уровней импульсов ТТЛ или КМОП либо их цепочек. За счет специального построения выходных цепей сигнал может подаваться в нужную точку схемы без ее отключения и в то же время без риска выхода из строя генератора или схемы в месте подключения. При наличии импульса на выходе генератора он отображается на его индикаторе. Таким образом, подключение генератора ко входу, а пробника — к выходу исследуемого фрагмента схемы позволяет легко проверить его работоспособность.
Щуп предназначен для выявления коротких замыканий и пробитых компонентов, подключенных к исследуемой цепи.
Он может быть реализован в виде особо чувствительного омметра или датчика полярности тока. В первом случае он отображает величину сопротивления (чаще всего посредством частоты тонального сигнала) в различных точках цепи; компонент, подключенный к цепи в точке с минимальным сопротивлением, определяется как вышедший из строя. Во втором — к какому-либо участку исследуемой цепи подключается генератор, и цепь трассируется до дефектного компонента по направлению тока.
ПИТАНИЕ ОТЛАЖИВАЕМЫХ УСТРОЙСТВ
Во время ремонта и отладки различных устройств или узлов с питанием от постоянного источника тока, по целому ряду причин их питание приходится осуществлять от внешнего источника. Среди наиболее важных причин — необходимость защиты штатного источника от выхода из строя (кто знает, как поведет себя узел при первом подключении) и потребность проверки работоспособности устройств во всем диапазоне питающих напряжений (например, в сети питания постоянного тока 48 В при ее нормальной работе напряжение может колебаться от 36 до 72 В).
Кроме того, гальваническая развязка от сети питания будет не лишней в целях свободного использования заземленных измерительных приборов во время работ. Поэтому применяемые с данной целью лабораторные источники питания должны предусматривать возможность установки нужного напряжения и регулятор потребляемого тока. А многоканальные источники должны иметь триггерную защиту с одновременным отключением всех каналов. Что касается гальванической развязки, то ее обеспечивают все подобные приборы. При выполнении большого объема тестовых работ наиболее удобны блоки питания с программным управлением.
РЕМОНТ БЛОКОВ ПИТАНИЯ
При ремонте и тестировании блоков питания, работающих от сети переменного тока 220 В, приходится решать аналогичные задачи с небольшими вариациями. Для предотвращения серьезных повреждений при некорректной работе исследуемых блоков питания предпочтительнее иметь не просто защиту по току, а возможность плавного пуска (наращивания напряжения от нуля до номинала с постоянным контролем потребляемого тока).
Не меньшее значение имеет возможность проверки работы блоков питания во всем диапазоне напряжений питающей сети (220 В + 5%/—10%). А вот гальваническая развязка требуется не только для работы с заземленными приборами, но и для защиты персонала от поражения электрическим током. Реализовать эти требования, конечно, проще всего с помощью лабораторных источников питания переменного тока, но они и встречаются редко, и стоят дорого. В большинстве случаев можно обойтись самостоятельно собранным испытательным стендом, куда входят вольтметр, амперметр, блок предохранителей, трансформатор для гальванической развязки от сети и лабораторный автотрансформатор для регулировки и плавного пуска напряжения.
Тестирование выходных цепей блоков питания во всем диапазоне потребляемой мощности осуществляется с помощью блоков нагрузок. В зависимости от объема выполняемых работ и имеющихся средств это может быть или электронный блок нагрузок, или набор мощных резисторов.
ТЕСТЕРЫ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ
К сожалению, эти приборы почти неизвестны отечественным специалистам.
Аккумуляторные батареи составляют основу любого источника бесперебойного питания. В процессе их эксплуатации отдельные элементы батареи могут выходить из строя. Чаще всего это приводит лишь к снижению общей емкости батареи и остается незамеченным для обслуживающего персонала. Расплата за беспечность наступает тогда, когда во время аварии питающей сети источник бесперебойного питания оказывается не в состоянии выдавать требуемое напряжение в течение расчетного времени.
Поэтому, чтобы быть уверенным, что в критический момент источник бесперебойного питания не подведет, его нужно периодически подвергать проверке. Это можно сделать путем определения времени разряда батарей при отключении питания или посредством тестирования элементов его батареи с помощью специального прибора. Метод тестирования весьма прост и заключается в измерении проводимости — более высокая проводимость означает большую емкость батареи. Такие измерения могут выполняться как на отключенных, так и на работающих батареях.
Если однотипные батареи эксплуатировались в одном режиме, то результаты измерений проводимости их элементов должны быть идентичными. При обнаружении существенной разницы (более 20—40%), элемент или всю батарею требуется заменить. Кроме собственно измерения проводимости развитые приборы выполняют математическую обработку результатов в целях устранения влияния на итоговый результат уровня заряда батареи и температуры во время измерения, а также сохранение данных для вывода отчета на печать.
ПРИБОРЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ СИГНАЛОВ
Работы по отладке и диагностике радиочастотных цепей (например, радиомодемов, систем кабельного телевидения), а также по проверке электромагнитной совместимости оборудования стоят несколько особняком. Тем не менее об используемых для этого приборах стоит сказать несколько слов.
Анализаторы спектра отображают спектр исследуемого сигнала (зависимость амплитуд гармонических составляющих от частоты), позволяют определить значение и вклад каждой из гармоник, осуществляют демодуляцию AM- и FM-сигналов.
Без этих достаточно сложных приборов невозможно качественно настроить ни одно радиопередающее или радиоприемное устройство. Основными характеристиками таких приборов являются: рабочий диапазон частот, чувствительность, разрешающая способность (минимальное расстояние по частоте между двумя соседними составляющими в спектре сигнала, при котором они наблюдаются на экране раздельно), время анализа.
Измерители мощности радиочастотного сигнала определяют мощность передаваемого сигнала в прямом и обратном (отраженном) направлении. Из-за неоднозначности определения традиционных физических величин (напряжения, тока) при малых длинах волны измерение мощности в диапазоне дециметровых, сантиметровых и миллиметровых волн является практически единственным способом численной оценки интенсивности излучения.
Измеритель КСВ (коэффициента стоячей волны) предназначен для оценки качества согласования выходных цепей передатчика с антенно-фидерным устройством.
Измерители напряженности поля в простейшем варианте могут представлять собой широкополосный приемник с прибором для измерения энергии сигнала в условных единицах. При надлежащей калибровке такой прибор способен обнаружить наличие и оценить напряженность электромагнитного поля. Более сложные приборы, кроме того, реализуют функции сканера и частотомера, что позволяет определять наличие и вклад сигналов с конкретной частотой.
Как тестировать импульсные источники питания
Получить предложение
+ Осциллограф смешанных сигналов: 1,5 ГГц, 4 аналоговых и 16 цифровых каналов
+ ПО для анализа мощности для осциллографов серии 4000 X оскоп: 1,5 ГГц, 4 аналоговых плюс 16 цифровых каналов
+ Программное обеспечение для анализа мощности для серии 4000 X
Определение характеристик импульсных источников питания с помощью осциллографа
Характеристика работы импульсных источников питания требует широкого диапазона измерений с использованием осциллографа.
Вы должны проанализировать вход, переключение и выход источника питания. Вам также потребуется выполнить измерения частотной характеристики, такие как коэффициент ослабления источника питания (PSRR) и отклик контура управления. Эти измерения обычно выполняются с помощью векторного анализатора цепей (VNA).
Выполните эти измерения, используя осциллограф с программным обеспечением для измерения мощности, приспособление для устранения перекоса, высоковольтный дифференциальный пробник, токовый пробник и пассивный пробник напряжения. Приспособление для устранения перекоса обнуляет разницу в задержке распространения между датчиками для более точных измерений. Устранение перекоса имеет решающее значение для измерения потерь при переключении. Временная задержка может привести к значительным различиям в измерениях мощности и энергии во время фаз включения и выключения транзисторного переключения.
Решение для характеристики импульсного источника питания
Для характеристики импульсного источника питания требуется выравнивание временной задержки между датчиками.
Получить цитату
См. демонстрацию характеристики импульсного источника питания
N7026A Высокочувствительный токоизмерительный датчик переменного/постоянного тока с токоизмерительными клещами
Узнать больше Посмотреть техническое описание
MSOX4154A Осциллограф смешанных сигналов: 1,5 ГГц, 4 аналоговых плюс 16 цифровых каналов
Узнать больше Посмотреть техническое описание
Высоковольтный дифференциальный пробник N2790A, 100 МГц
Узнать больше Посмотреть техническое описание
Приспособление для устранения перекоса U1880A для измерения мощности
Узнать больше Посмотреть техническое описание
DSOX4WAVEGEN2 WaveGen Встроенный двухканальный генератор сигналов произвольной формы для осциллографов серии 4000 X
Узнать больше Запросить пробную версию
D4000BDLB Полный пакет программного обеспечения для серии 4000 X
Узнать больше Посмотреть техническое описание
Как тестировать импульсные источники питания
Высокочувствительный токоизмерительный датчик постоянного/переменного тока N7026A с токоизмерительными клещами
Измерение с точностью до 1 мА/дел, обеспечивающее гораздо более точное представление сигналов низкого уровня
Посмотреть полную информацию Посмотреть техническое описание
Характеристики
| Коэффициент затухания | 1 В/А или 0,2 В/А |
| Полоса пропускания | 150 МГц |
| Совместимые осциллографы | InfiniiVision 3000X/T, 4000X, 6000X, Infiniium S и серии 9000 |
| Динамический диапазон | Максимум: 40 Apeak непрерывный, 30 Arm непрерывный |
| Входное сопротивление | н/д |
| Полоса пропускания | 150 МГц |
| Тип зонда |
|
| Выберите серию осциллографов |
|
| Выберите свой осциллограф: | |
| Полоса пропускания | 150 МГц |
| Максимальный ток | 40 А-пик, 30 А-СКЗ |
| Источник питания | Осциллограф |
| Интерфейс зонд-осциллограф | AutoProbe1 |
Проверка импульсных источников питания
MSOX4154A Осциллограф смешанных сигналов: 1,5 ГГц, 4 аналоговых плюс 16 цифровых каналов
Серия 4000 X может похвастаться 12,1-дюймовым дисплеем, технологией емкостного сенсорного экрана, сенсорным запуском InfiniiScan Zone, скоростью обновления 1 миллион сигналов в секунду, технологией интеллектуальной памяти MegaZoom IV и стандартной сегментированной памятью.
Посмотреть полную информацию Посмотреть техническое описание
Характеристики
| Полоса пропускания | 1,5 ГГц |
| Максимальный объем памяти | 4 Мб |
| Максимальная частота дискретизации | 5 Гвыб/с |
| Встроенный | |
| Тип | В режиме реального времени |
Как тестировать импульсные источники питания
Высоковольтный дифференциальный пробник N2790A, 100 МГц
Измерение плавающих сигналов до 1400 В дифференциального напряжения и до 1000 В синфазного напряжения
Посмотреть полную информацию Посмотреть техническое описание
Характеристики
| Коэффициент затухания | 50:1 / 500:1 |
| Полоса пропускания | 100 МГц |
| Совместимые осциллографы | InfiniiVision 3000X/T, 4000X, 6000X, 5000, 6000 (кроме 100 МГц), 7000, Infiniium S, 8000, 9Серии 000 и 54830 |
| Динамический диапазон | +/-1400 В |
| Входное сопротивление | 8 МОм, 3,5 пФ |
| Полоса пропускания | 100 МГц |
| Тип зонда |
|
| Выберите серию осциллографов |
|
| Полоса пропускания | 100 МГц |
| Совместимые осциллографы | InfiniiVision 3000X/T, 4000X, 6000X, 5000, 6000 (кроме 100 МГц), 7000, Infiniium S, 8000, 9000 и серии 54830 |
| Диапазон ввода |
|
Как тестировать импульсные источники питания
Приспособление для устранения перекоса U1880A для измерения мощности
Устранение перекоса временной задержки между датчиками напряжения и тока, управляя обоими датчиками одним и тем же импульсным сигналом
Посмотреть полную информацию Посмотреть техническое описание
Технические характеристики
| Совместимые датчики | н/д |
| Описание | Приспособление для устранения перекоса измерения мощности для пробников напряжения и тока |
| Совместимые осциллографы |
|
| Выберите серию осциллографов |
|
Как тестировать импульсные источники питания
DSOX4WAVEGEN2 WaveGen Встроенный двухканальный генератор функций и сигналов произвольной формы для осциллографов серии 4000 X
масштаб.
Вы также можете захватить заведомо хорошую или золотую форму сигнала на канале осциллографа, сохранить его в ARB и сгенерировать через выход BNC.Посмотреть полную информацию Запросить пробную версию
Технические характеристики
| Программное обеспечение для отладки и анализа |
|
| Программное обеспечение для подключения и удобства использования |
|
| Приложения для проверки соответствия | |
| Выберите серию осциллографов |
|
Как протестировать импульсные источники питания
D4000BDLB Ultimate Software Bundle для осциллографов серии 4000 X
Активация всех программных приложений на осциллографах InfiniiVision серии 4000 X
Посмотреть полную информацию Посмотреть техническое описание
Технические характеристики
| Программное обеспечение для отладки и анализа |
|
| Программное обеспечение для подключения и удобства использования |
|
| Приложения для испытаний на соответствие | никто |
| Выберите серию осциллографов |
|
Откройте для себя ресурсы и идеи
Дополнительные ресурсы для определения характеристик импульсных источников питания
Технический паспорт
Ознакомьтесь с пакетами приложений для осциллографов InfiniiVision
Технический паспорт
Откройте для себя наш программный пакет Power для осциллографов InfiniiVision серии X
Примечание по применению
Как выполнить измерения импульсного источника питания
Примечание по применению
Узнайте об измерениях отклика контура управления источником питания (график Боде)
Технический паспорт
Обзор пакетов приложений для осциллографов InfiniiVision
Технический паспорт
Откройте для себя наш программный пакет Power для осциллографов InfiniiVision серии X
Примечание по применению
Как выполнить измерения импульсного источника питания
Примечание по применению
Узнайте об измерениях отклика контура управления источником питания (график Боде)
Связанные варианты использования
Просмотреть все варианты использования
Выполнение ключевых измерений импульсного источника питания на осциллографе
Для некоторых приложений, таких как чрезвычайно малошумящие усилители или прецизионное автоматизированное испытательное оборудование, все еще можно найти работающий линейный источник питания, преобразующий мощность сети переменного тока в какую-либо форму мощность постоянного тока.
Если высшим приоритетом является практически полное отсутствие шумов и пульсаций на выходе, разработчики готовы мириться с КПД линейного источника питания от 20 до 40 %, а также с большими размерами и весом. Но почти во всем остальном импульсные источники питания (SMPS) стали доминирующей архитектурой для преобразования мощности переменного или постоянного тока в один или несколько уровней постоянного тока.
В отличие от линейного источника питания, импульсный источник питания предлагает значительные преимущества в эффективности (85-90%), размере, весе, точности и гибкости. Они также имеют тенденцию генерировать меньше тепла и лучше регулируются при различных изменяющихся нагрузках. Благодаря этим преимуществам, SMPS можно найти в широком спектре приложений, охватывающих почти все цифровые продукты, такие как компьютеры и зарядные устройства для мобильных устройств, зарядные устройства для автомобилей, медицинское оборудование, аудиооборудование и даже промышленное оборудование, такое как сварочные аппараты для дуговой сварки.
Тем не менее, бесплатного проезда не бывает, и у разработчиков SMPS есть множество проблем, с которыми им приходится сталкиваться. К ним относятся большая сложность, генерация высокоамплитудной, высокочастотной энергии, которую фильтр нижних частот должен блокировать, чтобы избежать электромагнитных помех (ЭМП), и пульсации напряжения на частоте переключения, а также на связанных частотах гармоник.
В идеале каждый источник питания должен вести себя так же, как математические модели, используемые для его проектирования. Но в реальном мире компоненты несовершенны, нагрузки меняются, мощность сети может быть искажена, а изменения окружающей среды могут повлиять на производительность. Список можно продолжить. И разработчики должны создать блок питания, который занимает меньше места, более эффективен, снижает тепловыделение, снижает производственные затраты и соответствует более жестким стандартам EMI/EMC.
Правильный выбор конструкции требует тщательной характеристики и устранения неполадок в конструкции.
К счастью, теперь эти задачи можно выполнять проще, чем когда-либо, с помощью современного осциллографа в сочетании с программным обеспечением для автоматизированного анализа мощности, которое выполняет большую часть тяжелой работы.
Измерения SMPS
Начнем с упрощенной схемы SMPS на рис. 1. Путь сигнала питания типичного SMPS включает пассивные, активные и магнитные компоненты. Чтобы максимизировать эффективность, конструкции SMPS сводят к минимуму использование компонентов с потерями, таких как резисторы и транзисторы с линейным режимом, и делают упор на компоненты, которые (в идеале) не имеют потерь: транзисторы с переключаемым режимом, конденсаторы и магниты.
Устройства SMPS также включают секцию управления, содержащую такие элементы, как регуляторы с широтно-импульсной модуляцией, регуляторы с частотно-импульсной модуляцией и контуры обратной связи. Секции управления могут иметь собственные источники питания. Технология SMPS основана на силовых полупроводниковых переключающих устройствах, таких как MOSFET и IGBT.
Эти устройства обеспечивают быстрое время переключения и способны выдерживать неустойчивые скачки напряжения.
Наиболее важные измерения, которые необходимо выполнить на SMPS, показаны на рис. 2 и включают входной фильтр, переключающее устройство, выпрямитель и фильтр. Использование современного осциллографа со встроенным программным обеспечением для измерения и анализа мощности упрощает настройку и облегчает проведение измерений с течением времени. Безусловно, тщательное исследование и оптимизация также являются важными факторами для получения хороших результатов.
Выходная пульсация
Первое измерение, которое мы рассмотрим, это пульсации выходного напряжения на выходе блока питания или нагрузке. Определение пульсаций — это просто напряжение переменного тока, которое накладывается на выходное напряжение постоянного тока источника питания. В линейных источниках питания пульсации обычно почти вдвое превышают частоту сети, в то время как в импульсных источниках питания пульсации коммутации могут достигать сотен кГц.
Как показано на рис. 3, автоматические измерения пульсаций с помощью осциллографа удаляют составляющие постоянного тока из формы волны выходного напряжения и вычисляют среднеквадратичное значение, а также значения размаха для оставшихся составляющих переменного тока.
Измерения пульсаций могут быть сосредоточены либо на компонентах, связанных с линией, либо на частоте самого коммутационного устройства. Как показано на рис. 3, мы измеряем пульсации при переключении, и автоматические измерения пульсаций отображаются на значке результатов в правой части снимка экрана. Другие дополнительные стандартные измерительные инструменты осциллографа также могут использоваться для дальнейшего исследования и анализа пульсаций. В верхней части экрана курсоры используются для измерения частотного содержания сигнала в частотной области. Между тем, в нижней части этого дисплея вы можете получить визуализацию пульсаций переключения во временной области. Вместе эти измерения обеспечивают всестороннюю характеристику количества пульсаций, создаваемых конкретной конструкцией SMPS.
Для измерения коммутационного устройства дифференциальный пробник используется для измерения напряжения на коммутационном устройстве, а затем токовый пробник используется для измерения тока коммутационного устройства. При такой настройке одним из первых измерений, на которое вам следует обратить внимание, является скорость нарастания или скорость изменения как напряжения, так и тока при включении и выключении переключающего транзистора. На рис. 4 программное обеспечение для анализа мощности на осциллографе сделало более 1000 измерений и накопило достаточно «подробных данных», чтобы получить показанные результаты. В этом случае видно, что коммутационное устройство включается гораздо быстрее, чем выключается.
Мощность и потери при переключении
В большинстве импульсных источников питания потери в основном возникают, когда устройство переключается между состояниями «включено» и «выключено». Потери при включении происходят, когда переключающее устройство переходит из непроводящего состояния в проводящее.
Потери проводимости возникают, когда переключающее устройство находится в состоянии насыщения. Потери при выключении — это потери энергии, когда коммутационное устройство переходит из своего проводящего состояния в непроводящее состояние.
На рис. 5 измерения общих потерь при переключении показаны на значке результатов в правой части дисплея. Приложение Power анализирует сигналы и определяет конкретные области измерения. В этом случае область включения начинается, когда напряжение и ток возрастают до 5% от амплитуды, и заканчивается, когда оба падают до 5% от амплитуды. Тогда область проводимости располагается между областями включения и выключения, а общие потери при переключении представляют собой просто сумму потерь.
График траектории в верхней части экрана на рис. 5 предлагает удобное x-y отображение зависимости напряжения от тока во включенном состоянии зеленым цветом и в выключенном состоянии красным цветом. В этом конкретном случае вы можете видеть, что ток довольно линейно зависит от напряжения.
Другим распространенным измерением, выполняемым на коммутационном устройстве, является тестирование по маске безопасной рабочей зоны. Коммутационное устройство может выйти из строя, если превышены максимальный мгновенный ток, максимальное мгновенное напряжение или максимальная мгновенная мощность. В частности, для современных мощных устройств понимание SOA стало гораздо более важным. Часто бывает полезно оценить график SOA для различных условий работы источника питания.
Чтобы охарактеризовать рабочую область, графики SOA измерения напряжения и тока обеспечивают простой визуальный способ увидеть, остается ли устройство в заданных пределах. На рис. 6 серая маска представляет запрещенную для устройства рабочую область. В этом примере для определения маски используются максимальные характеристики коммутационного устройства: максимальный ток 45 А на коммутационном устройстве, максимальное напряжение 60 В и максимальная мгновенная рассеиваемая мощность в коммутационном устройстве 125 Вт.
Здесь коммутационное устройство находится в пределах максимальных характеристик.
Анализ модуляции и качество электроэнергии
Работа модуляции может быть проанализирована при включении питания во время нормальной работы с изменяющимися условиями сетевого напряжения, а также с изменяющимися нагрузками. Анализ модуляции полезен для характеристики обратной связи широтно-импульсной модуляции от выхода постоянного тока до клеммы затвора переключающего транзистора для динамического регулирования напряжения. Это также может дать представление о характеристиках включения импульсного источника питания.
На снимке экрана на рис. 7 желтая кривая напряжения представляет собой сигнал управления драйвером затвора полевого транзистора при включении питания, зеленая кривая показывает временной тренд измерений положительной широтно-импульсной модуляции, а красный сигнал показывает временной тренд измерения отрицательной широтно-импульсной модуляции. Результаты измерений отображаются в верхней части дисплея и позволяют убедиться, что управляющий сигнал остается в пределах проектных спецификаций во время фазы включения.
Измерения линий электропередач характеризуют взаимодействие источника питания и среды его обслуживания. Полезно помнить, что источники питания могут быть любого размера, от небольших блоков питания вентиляторов внутри персонального компьютера до крупных устройств, питающих заводские двигатели, и массивных источников питания, поддерживающих телефонные банки и серверные фермы. Каждый из них оказывает некоторое влияние на входящий источник питания (обычно электроэнергию от сети), который его питает.
Чтобы определить эффект от включения источника питания, параметры напряжения и силы тока должны быть измерены непосредственно на входной линии питания. Качество электроэнергии зависит не только от производителя электроэнергии. Это также зависит от конструкции и изготовления источника питания и от нагрузки конечного пользователя. Характеристики качества электроэнергии в источнике питания определяют «здоровье» источника питания. Для определения потребляемой мощности и искажений на линии электропередачи на входном каскаде производятся замеры качества электроэнергии.
Как показано на рис. 8, автоматические измерения качества электроэнергии позволяют быстро составить исчерпывающую таблицу статистических данных для входной секции переменного тока схемы преобразования источника питания. Измерения по существу включают в себя все, что вам нужно, включая частоту сети, среднеквадратичное значение напряжения и тока, пик-факторы напряжения и тока, действительную мощность, реактивную и полную мощность, а также коэффициент мощности и фазовый угол. В этом примере оранжевый математический сигнал показывает мгновенную мощность. в то время как фиолетовый сигнал показывает мгновенную энергию в сборе данных.
Анализ гармоник/Общие гармонические искажения
Измерения гармоник тока являются еще одним важным индикатором качества электроэнергии и часто требуются для многих стандартов, чтобы избежать помех для другого оборудования, подключенного к сети переменного тока. Основной мерой является полное гармоническое искажение или THD, кумулятивное значение искажения, содержащегося в гармониках основной частоты линии.
Как показано на рисунке 9, измерения могут быть выполнены на первых 40 гармониках, всего до 100 гармоник.
Это особенно важно для высокочастотных источников питания, где гармоники могут представлять большую проблему. В дополнение к измерениям амплитуды в таблице результатов гармоник в левой части этого снимка экрана показаны измерения амплитуды частоты и фазы для каждой гармоники. Эта визуализация также предоставляет инструмент для оценки маржи по сравнению со стандартами, обозначенной белой линией, наложенной на диаграмму результатов.
Заключение
Блоки питания являются неотъемлемой частью практически всех типов электронных продуктов, используемых сегодня, и SMPS стал доминирующей архитектурой для большинства этих продуктов, предлагая большую эффективность и меньший вес и размер, но с большей сложностью. Чтобы вывести конструкции SMPS на рынок, необходимы комплексные измерения для проверки надежной работы продукта и проверки соответствия нормативным требованиям.
