Comment mesurer la perte de puissance de l'alimentation à découpage avec un oscilloscope numérique
Avec la demande croissante d'alimentations à découpage dans de nombreux secteurs, il est crucial de mesurer et d'analyser la perte de puissance de la prochaine génération d'alimentations à découpage. Dans ce domaine d'application, les oscilloscopes numériques à fluorescence des séries TDS5000 ou TDS7000, associés au logiciel de mesure de puissance TDSPWR2, peuvent vous aider à effectuer facilement les tâches de mesure et d'analyse requises.
La nouvelle architecture SMPS (Switch Mode PowerSupply) nécessite un courant élevé et une basse tension pour les processeurs avec une vitesse de données élevée et un niveau de GHz, ce qui ajoute une nouvelle pression intangible aux concepteurs de dispositifs d'alimentation en termes d'efficacité, de densité de puissance, de fiabilité et de coût. Afin de prendre en compte ces exigences lors de la conception, les concepteurs ont adopté de nouvelles architectures telles que la technologie de redressement synchrone, la correction du filtre de puissance active et l'augmentation de la fréquence de commutation. Ces technologies posent également des défis plus importants, tels que des pertes de puissance élevées, une dissipation thermique et des EMI/EMC excessives sur les appareils de commutation.
Pendant la transition de l'état « off » (conduction) à « on » (off), le bloc d'alimentation subira des pertes de puissance élevées. La perte de puissance des appareils de commutation à l'état « marche » ou « arrêt » est relativement faible car le courant traversant l'appareil ou la tension sur l'appareil est très faible. Les inducteurs et les transformateurs peuvent isoler la tension de sortie et lisser le courant de charge. Les inductances et les transformateurs sont également sensibles à l'influence de la fréquence de commutation, entraînant une dissipation de puissance et des défauts occasionnels causés par la saturation.
En raison de la puissance dissipée à l'intérieur du dispositif d'alimentation à découpage, l'efficacité globale de l'effet thermique de l'alimentation est déterminée. Par conséquent, mesurer la perte de puissance du dispositif de commutation et de l’inductance/transformateur est un travail de mesure extrêmement important. Cette mesure peut mesurer l’efficacité énergétique et la dissipation thermique.
Avec la demande croissante d'alimentations à découpage dans de nombreux secteurs, il est crucial de mesurer et d'analyser la perte de puissance de la prochaine génération d'alimentations à découpage. Dans ce domaine d'application, les oscilloscopes numériques à fluorescence des séries TDS5000 ou TDS7000, associés au logiciel de mesure de puissance TDSPWR2, peuvent vous aider à effectuer facilement les tâches de mesure et d'analyse requises.
La nouvelle architecture SMPS (Switch Mode PowerSupply) nécessite un courant élevé et une basse tension pour les processeurs avec une vitesse de données élevée et un niveau de GHz, ce qui ajoute une nouvelle pression intangible aux concepteurs de dispositifs d'alimentation en termes d'efficacité, de densité de puissance, de fiabilité et de coût. Afin de prendre en compte ces exigences lors de la conception, les concepteurs ont adopté de nouvelles architectures telles que la technologie de redressement synchrone, la correction du filtre de puissance active et l'augmentation de la fréquence de commutation. Ces technologies posent également des défis plus importants, tels que des pertes de puissance élevées, une dissipation thermique et des EMI/EMC excessives sur les appareils de commutation.
Pendant la transition de l'état « off » (conduction) à « on » (off), le bloc d'alimentation subira des pertes de puissance élevées. La perte de puissance des appareils de commutation à l'état « marche » ou « arrêt » est relativement faible car le courant traversant l'appareil ou la tension sur l'appareil est très faible. Les inducteurs et les transformateurs peuvent isoler la tension de sortie et lisser le courant de charge. Les inductances et les transformateurs sont également sensibles à l'influence de la fréquence de commutation, entraînant une dissipation de puissance et des défauts occasionnels causés par la saturation.
En raison de la puissance dissipée à l'intérieur du dispositif d'alimentation à découpage, l'efficacité globale de l'effet thermique de l'alimentation est déterminée. Par conséquent, mesurer la perte de puissance du dispositif de commutation et de l’inductance/transformateur est un travail de mesure extrêmement important. Cette mesure peut mesurer l’efficacité énergétique et la dissipation thermique.
Calculer la perte de puissance des composants électromagnétiques
Une autre méthode permettant de réduire les pertes de puissance concerne le noyau magnétique. Dans les schémas de circuits AC/DC et DC/DC typiques, les inductances et les transformateurs sont d'autres composants qui dissipent la puissance, affectant ainsi non seulement l'efficacité énergétique, mais provoquant également une dissipation thermique.
Le test des inducteurs utilise généralement le LCR. LCR utilise une onde sinusoïdale comme signal de test. Dans un dispositif d'alimentation à découpage, l'inductance sera chargée de signaux de commutation haute tension et courant élevé, mais aucun d'entre eux n'est un signal sinusoïdal. Par conséquent, les concepteurs de dispositifs de puissance doivent surveiller les caractéristiques comportementales des inductances ou des transformateurs au sein du dispositif de puissance réellement alimenté. Par conséquent, les tests utilisant le LCR peuvent ne pas refléter la situation réelle.
La méthode efficace pour observer les caractéristiques des noyaux magnétiques consiste à utiliser la courbe BH, car la courbe BH peut rapidement révéler les caractéristiques comportementales des inducteurs dans le dispositif d'alimentation. TDSPWR2 vous permet d'effectuer rapidement une analyse BH à l'aide d'un oscilloscope de laboratoire sans avoir besoin d'outils spécialisés coûteux.
Pendant les périodes de mise sous tension et de régime permanent du dispositif d'alimentation, les inductances et les transformateurs ont des caractéristiques comportementales différentes. Auparavant, pour visualiser et analyser les caractéristiques du BH, les concepteurs devaient d'abord capturer le signal, puis effectuer une analyse plus approfondie sur un PC personnel. Désormais, vous pouvez effectuer une analyse BH directement sur l'oscilloscope via TDSPWR2 pour observer les caractéristiques comportementales de l'inducteur en temps réel. Lors d'une analyse approfondie, TDSPWR2 peut également fournir des liens de curseur entre les tracés BH et les données capturées sur l'oscilloscope.
