הבנה ומדידה של זמן התאוששות חולף של ספק כוח

סוג קובץ זה כולל גרפיקה ותרשימים ברזולוציה גבוהה במידת הצורך.

בוב זולו, מתכנן מוצר, חטיבת חשמל ואנרגיה, Keysight Technologies
זמן התאוששות חולף של ספק כוח הוא המפרט של ספק כוח DC. הוא מתאר באיזו מהירות אספקת הכוח תתאושש ממצב עומס חולף על הפלט של ספק הכוח.   


עם ספק כוח אידיאלי הפועל במתח קבוע, מתח המוצא יישאר בערך המתוכנת ללא קשר לזרם הנמשך מאספקת הכוח על ידי העומס. ספק כוח אמיתי, לעומת זאת, לא יכול לשמור על המתח המתוכנת שלו כאשר יש עלייה מהירה בזרם העומס.


בתגובה לעלייה מהירה בזרם, מתח אספקת הכוח יירד עד שלולאת המשוב של ויסות ספק הכוח תביא את המתח בחזרה לערך המתוכנת. הזמן שלוקח לערך לחזור לערך המתוכנת הוא זמן התאוששות חולף העומס (איור 1).


שימו לב שאם זרם העומס אינו חולף מהיר, אלא עולה או יורד באיטיות, לולאת המשוב של וויסות אספקת החשמל תהיה מהירה מספיק כדי לווסת ולשמור על מתח המוצא ללא כל חולף גלוי. ככל שמהירות הקצוות של הזרם החולפת עולה, היא חורגת מהיכולת של לולאת המשוב של אספקת החשמל "לעמוד בקצב" ולהחזיק את המתח קבוע, וכתוצאה מכך אירוע חולף עומס.


Electronicdesign Com Sites Electronicdesign com העלאות קבצים 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo F1
1. זמן התאוששות של עומס-חולף הוא הזמן "X" עבור מתח המוצא להתאושש ולהישאר בטווח "Y" מיליווולט ממתח המוצא הנומינלי בעקבות שינוי צעד "Z" במגבר בזרם העומס. "Y" הוא רצועת ההתאוששות או רצועת ההתיישבות שצוינו, ו-"Z" הוא שינוי זרם העומס שצוין, בדרך כלל שווה לדירוג זרם העומס המלא של הספק.




זמן ההתאוששות הזמני של ספק הכוח נמדד מתחילת זרם העומס ועד לרגע שבו אספקת הכוח מתייצבת ומגיעה שוב לערך המתוכנת. אבל בכל פעם שאתה מציין "מגיע לערך מתוכנת", עליך לציין בתוך רצועת סובלנות. לפיכך, זמן התאוששות עומס-חולף של ספק כוח מוגדר כזמן הדרוש כדי להגיע לרצועת סובלנות של כמה אחוזים מהערך המתוכנת, כמה אחוזים מהפלט המדורג, או אפילו פס סובלנות מתח קבוע. הטבלה מציגה כמה דוגמאות למפרטי ארעיות של ספק כוח.  


בהסתכלות על ספק הכוח Keysight N7952A, אתה יכול לראות שרצועת הסובלנות של זמן התאוששות חולפת מוגדרת כ-100 mV. כאשר מודדים זמן התאוששות חולף, אם מתח המוצא הוא 25 וולט, עליך למדוד כמה זמן לוקח לאספקת הכוח להתאושש חזרה לטווח של ±100 mV בסביבות 25 וולט.






Electronicdesign Com Sites Electronicdesign com העלאות קבצים 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo Table




מגברי כוח מדגימים מדוע זמן התאוששות חולף הוא חשוב


הבה נסתכל על יישום לדוגמה שבו תגובת ארעית של ספק כוח dc חשובה. בעת בדיקת מגברי כוח (PA) המשמשים במכשירים ניידים (כגון טלפונים סלולריים או טאבלטים), חשוב מאוד שמתח הטיית ה-DC למכשיר הנבדק (DUT) יישאר במתח קבוע ויציב. אם המתח היה משתנה או משתנה במהלך הבדיקה, תנאי הבדיקה המתאימים לא נשמרים ומדידות הספק ה-RF שיתקבלו ב-DUT לא יהיו נכונות.     


במקרה זה של הרשות, המצב מחמיר עקב הפרופיל הנוכחי. ה-PA משדר בפולסים, ולכן מושך זרם מהטיית dc בפולסים. לפולסים אלה יש קצבי קצה מהירים ולכן הם מציגים מעברי עומס משמעותיים על הטיית ה-DC. בכל פעם שה-PA דופק, הוא שואב זרם גבוה, מה שגורר למטה את ספק הכוח של ה-DC. ספק הכוח יתאושש במהירות; עם זאת, במהלך הזמן שבו ספק הכוח מגיב לחולף, המתח שלו אינו בערך הרצוי לבדיקה. לאחר שספק הכוח יתאושש, הרשות הפלסטינית תפעל בתנאי הבדיקה הנכונים וכך ניתן יהיה לבצע את מדידות הספק RF המתאימות. 


עם מיליארדי PAs המיוצרים ונבדקים מדי שנה, תפוקת הבדיקה היא קריטית. אם ספק הכוח מתאושש לאט, הוא מוסיף זמן בדיקה ל-PA ולכן מאט את תפוקת בדיקות הייצור. יצרני PA, לפיכך, מחפשים ספקי כוח התאוששות מהירים כדי להבטיח שהם יכולים להשיג תפוקת בדיקות ייצור מקסימלית. הם מסתכלים על מפרט זמן ההתאוששות הזמני כדי לקבוע איזו אספקה ​​תהיה הטובה ביותר עבור היישום שלהם. לכן, ספק ספק הכוח צריך להיות מסוגל למדוד במדויק את זמן התאוששות חולף של ספק הכוח כדי להציג את המפרט הטוב ביותר האפשרי ליצרני הרשות הפלסטינית.


מדידת זמן התאוששות חולף


החלק המאתגר של מדידת זמן התאוששות של עומס-חולף הוא קביעת מתי המתח נכנס לרצועת הסובלנות. מד המתח הממוצע יכול למדוד בקלות אם מתח המוצא של ה-DC נמצא בטווח הסובלנות. עם זאת, זהו מכשיר איטי ולא יוכל לדגום מהר מספיק כדי לתת מדידת זמן משמעותית עם רזולוציה נאותה כדי לומר באיזו מהירות המתח נכנס לרצועת הסובלנות.


בהסתכלות מעבר למד המתח הממוצע, מדי מתח מהירים מסוימים יכולים למדוד עשרות אלפי קריאות בשנייה בדיוק מספיק כדי לזהות מתי מתח אספקת החשמל נכנס במדויק לרצועת הסובלנות. דוגמה אחת כזו היא 34470A DMM של Keysight. ככל שזמני ההתאוששות הזמניים משתפרים, מדי המתח הללו, אפילו לוכדים נתונים ב-50 ksamples/s, הופכים איטיים מכדי ללכוד את זמן ההתאוששות המהיר.  


מהשותפים שלנו
2.7-V עד 24-V, 2.7-mΩ, eFuse 15-A עם הגנת החלפה חמה, מוניטור זרם ±1.5% והתאמה. תקלה mgmt
TPS25982 2.7-V עד 24-V, 2.7mΩ, 15-A Smart eFuse - הגנה משולבת להחלפה חמה עם ניטור זרם עומס מדויק של 1.5% וניטור ארעיים מתכוונן...
WaveRunner 8000HD: ניתוח ריבוי מסילות
בצע מדידות רגישות, כמו אפיון קריסת מסילה, בביטחון מלא הודות לטווח הדינמי הגבוה של WaveRunner 8000HD ו-0.5%...
היקף יהיה כלי סביר יותר לשימוש, מכיוון שהוא יכול בקלות ללכוד ולדמיין חלוף מהיר מאוד. עם זאת, להיקף הממוצע יש בדרך כלל דיוק אנכי של 1%-3% ורזולוציה של 8 סיביות. כתוצאה מכך, הוא מתקשה לספק דיוק ורזולוציה אנכיים מספיקים כדי לאתר במדויק מתי מתח המוצא של ה-DC מגיע לפס הסובלנות הצר. 


על ידי הכנסת הסקופ לצימוד AC, אתה מנסה להגדיל את רצועת הסובלנות. עם זאת, תוצג שגיאה מכיוון שרמת ה-DC המיועדת לאחר החולף תתעוות עקב צימוד AC. זה עלול להקשות על זיהוי מדויק של רמת ה-DC שלאחר המעבר בתוך רצועת הסובלנות מכיוון שמתח ה-DC המיושב "נמשך למטה" על ידי צימוד AC.


אפשרות נוספת תהיה להשאיר את הסקופ בצימוד dc, אבל השתמש בהיסט DC גדול על הסקופ כדי להגדיל את רצועת הסובלנות. זה עובד היטב עם יציאות dc ברמת 0- עד 10-V, אבל ככל שפלט ה-DC מטפס, היסט ה-DC חייב גם לטפס. בהסטות DC גדולות, הוולט/חלוקה המינימלית חייבת גם היא לגדול כדי לתמוך בהיסט הגדול של DC, וכתוצאה מכך רזולוציית מדידה קטנה יותר בפס הסובלנות.  


עבור ספקי כוח עם פס סובלנות מתח רחב יותר, ניתן להשתמש בהיקפים לביצוע מדידות אלה. למעשה, אוסילוסקופים של Keysight מציעים תוכנה מובנית לניתוח הספק המבצעת מדידות תגובה חולפת באמצעות פעולות מפתח (בדוק www.keysight.com/find/scopes-power). לסקופים בעלי הביצועים הגבוהים ביותר, עם רזולוציה של 10 או 12 סיביות, יש יותר גמישות וחזיתות מתקדמים יותר, המאפשרים להם לבצע מדידות אלה אפילו עבור פסי סובלנות מתח צרים. עם זאת, היקפים אלה אינם נפוצים באותה מידה על ספסל המעבדה הממוצע.


Electronicdesign Com Sites Electronicdesign com העלאות קבצים 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo F3
2. צילום מסך זה מ-Keysight IntegraVision Power Analyzer מציג מדידת זמן התאוששות מתח-חולף.




עבור ספקי כוח עם פסי סובלנות מתח צרים, מנתח איכות הספק בעל ביצועים גבוהים יכול לבצע את המדידה הזו - בתנאי שיש לו יכולת מדידה של זריקה אחת. יש צורך במדידה של זריקה בודדת מכיוון שהחולף הוא אירוע של זריקה בודדת המופעל על ידי הקצה העולה של הדופק הנוכחי. לחלופין, אם אתה יכול ליצור זרם עומס חוזר ונשנה, כגון גל מרובע שבו הזרם קופץ בין ערכי זרם גבוהים לנמוכים, אתה יכול להשתמש בנתח הספק ללא מדידה של זרם יחיד כדי ללכוד את אירוע המעבר החוזר.  


לנתחי כוח בעלי ביצועים גבוהים יש דיוק אנכי טוב מ-0.1%, רזולוציית 16 סיביות ומהירויות דיגיטציה של 1 Msample/s או יותר. שילוב זה של דיגיטציה מהירה ומדידות מתח מדויקות מאפשר לך למדוד בקלות את תגובת עומס העומס של ספק הכוח ולזהות מתי מגיעים לרצועת הסובלנות הצרה. מכיוון שמנתח הספק יכול למדוד ישירות מתח וזרם ללא בדיקות, אתה יכול להגדיר במהירות את המדידה הזו כדי להפעיל מהקצה העולה של הזרם ולאחר מכן למדוד את זמן התאוששות המתח.  


מנתח כוח אחד עם יכולת זו הוא IntegraVision Power Analyzer (איור 2), המספק דיגיטציה של 5-Msample/s של צילום יחיד ב-16 סיביות בו זמנית הן במתח והן בזרם, עם 0.05% דיוק בסיסי, הכל מוצג על מסך מגע צבעוני גדול. . המדידה מתבצעת על אספקת 10V עם פעימות בין 2A ל-8A. רצועת ההתאוששות החולפת שלו היא ±100 mV.


באמצעות שני סמני ה-Y של IntegraVision, תוכל לזהות את החלק העליון (10.1 V) והתחתון (9.9 V) של פס סובלנות המתח. לאחר מכן, עם שני סמני ה-X, ניתן לזהות מתי החולף מתחיל בצורת הגל הנוכחית עם סמן X1 ומתי המתח נכנס לרצועת הסובלנות עם סמן X2. הפרש הזמן בין X1 ל-X2 הוא זמן ההתאוששות החולף, הנמדד כ-90.4 מיקרון שניות.

השאר הודעה 

רשימת הודעות