Comment utiliser l'oscilloscope numérique pour tester l'alimentation à découpage
Oscilloscope et mesures de puissance
Pour ceux qui sont habitués à effectuer des mesures à large bande passante avec un oscilloscope, les mesures d'alimentation peuvent être simples en raison de leur fréquence relativement basse. En fait, la mesure de puissance présente de nombreux défis auxquels les concepteurs de circuits à grande vitesse n'ont jamais à faire face.
L'ensemble de l'appareillage peut être à haute tension et « flottant », c'est-à-dire non relié à la terre. La largeur d'impulsion, la période, la fréquence et le rapport cyclique du signal changeront tous. La forme d'onde doit être capturée et analysée fidèlement pour trouver toute anomalie dans la forme d'onde. C’est exigeant pour l’oscilloscope. Sondes multiples – Des sondes asymétriques, des sondes différentielles et des sondes de courant sont toutes nécessaires. L'instrument doit disposer d'une grande mémoire pour fournir un espace d'enregistrement pour les résultats d'acquisition basse fréquence à long terme. Et il peut être nécessaire de capturer différents signaux avec des amplitudes très variables en une seule acquisition.
Bases de l'alimentation à découpage
L'architecture d'alimentation CC dominante dans la plupart des systèmes modernes est l'alimentation à découpage (alimentation à découpage), bien connue pour sa capacité à gérer efficacement les charges changeantes. Le chemin du signal de puissance d'une alimentation à découpage typique comprend des composants passifs, des composants actifs et des composants magnétiques. Les alimentations à découpage utilisent le moins de composants avec perte possible (tels que des résistances et des transistors linéaires) et utilisent principalement (idéalement) des composants sans perte : transistors de commutation, condensateurs et composants magnétiques.
L'équipement d'alimentation à découpage comprend également une partie de commande, qui comprend un régulateur à modulation de largeur d'impulsion, un régulateur à modulation de fréquence d'impulsion, ainsi qu'une boucle de rétroaction 1 et d'autres composants. La section de contrôle peut avoir sa propre alimentation. La figure 1 est un diagramme schématique simplifié d'une alimentation à découpage, qui montre la partie conversion de puissance, comprenant les dispositifs actifs, les dispositifs passifs et les composants magnétiques.
La technologie d'alimentation à découpage utilise des dispositifs de commutation de puissance à semi-conducteurs tels que les transistors à effet de champ à oxyde métallique (MOSFET) et les transistors bipolaires à grille isolée (IGBT). Ces appareils ont des temps de commutation courts et peuvent résister à des pointes de tension instables. Tout aussi important, ils consomment très peu d’énergie, sont très efficaces et génèrent peu de chaleur, qu’ils soient allumés ou éteints. Les appareils de commutation déterminent dans une large mesure les performances globales d'une alimentation à découpage. Les principales mesures des appareils de commutation comprennent : la perte de commutation, la perte de puissance moyenne, la zone de fonctionnement sûre et autres.
