درک و اندازه گیری زمان بازیابی گذرا منبع تغذیه

این نوع پرونده در صورت لزوم شامل گرافیک و شماتیک با وضوح بالا است.

باب زولو، برنامه ریز محصول، بخش نیرو و انرژی، فن آوری های Keysight
زمان بازیابی گذرا منبع تغذیه، مشخصات یک منبع تغذیه dc است. این توصیف می کند که منبع تغذیه با چه سرعتی از یک وضعیت بار گذرا در خروجی منبع تغذیه بازیابی می شود.   


با یک منبع تغذیه ایده آل که در ولتاژ ثابت کار می کند، ولتاژ خروجی بدون توجه به جریانی که توسط بار از منبع تغذیه خارج می شود، در مقدار برنامه ریزی شده باقی می ماند. با این حال، یک منبع تغذیه واقعی نمی تواند ولتاژ برنامه ریزی شده خود را در صورت افزایش سریع جریان بار حفظ کند.


در پاسخ به افزایش سریع جریان، ولتاژ منبع تغذیه کاهش می یابد تا زمانی که حلقه بازخورد تنظیم منبع تغذیه، ولتاژ را به مقدار برنامه ریزی شده بازگرداند. زمانی که طول می کشد تا مقدار به مقدار برنامه ریزی شده برگردد، زمان بازیابی گذرا بار است (شکل 1).


توجه داشته باشید که اگر جریان بار-جریان گذرا سریع نباشد، بلکه به آرامی افزایش یا کاهش یابد، حلقه بازخورد تنظیم منبع تغذیه به اندازه کافی سریع خواهد بود تا ولتاژ خروجی را بدون هیچ گونه گذرای قابل مشاهده تنظیم و حفظ کند. همانطور که سرعت لبه گذرای فعلی افزایش می یابد، از توانایی حلقه بازخورد منبع تغذیه برای "حفظ" و ثابت نگه داشتن ولتاژ فراتر می رود و در نتیجه یک رویداد گذرا بار رخ می دهد.


Electronicdesign Com Sites Electronicdesign com بارگذاری فایل ها 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo F1
1. زمان بازیابی بار گذرا، زمان "X" برای بازیابی ولتاژ خروجی و باقی ماندن در محدوده "Y" میلی ولت ولتاژ خروجی اسمی پس از تغییر مرحله آمپر "Z" در جریان بار است. "Y" باند بازیابی یا باند ته نشینی مشخص شده است و "Z" تغییر جریان بار مشخص شده است که معمولاً برابر با درجه جریان بار کامل منبع تغذیه است.




زمان بازیابی گذرا منبع تغذیه از ابتدای بار-جریان گذرا تا زمانی که منبع تغذیه ته نشین می شود و دوباره به مقدار برنامه ریزی شده می رسد اندازه گیری می شود. اما هر زمان که «به یک مقدار برنامه‌ریزی شده می‌رسد» را مشخص می‌کنید، باید در یک باند تلورانس آن را مشخص کنید. بنابراین، زمان بازیابی بار-گذرا منبع تغذیه به عنوان زمان مورد نیاز برای رسیدن به یک باند تلورانس چند درصد از مقدار برنامه ریزی شده، چند درصد از خروجی نامی، یا حتی یک باند تحمل ولتاژ ثابت مشخص می شود. جدول چند نمونه از مشخصات گذرا منبع تغذیه را نشان می دهد.  


با نگاهی به منبع تغذیه Keysight N7952A، می توانید ببینید که باند تحمل زمان بازیابی گذرا به صورت 100 میلی ولت مشخص شده است. هنگام اندازه گیری زمان بازیابی گذرا، اگر ولتاژ خروجی 25 ولت است، باید اندازه گیری کنید که چه مدت طول می کشد تا منبع تغذیه به 100 ± میلی ولت در حدود 25 ولت بازگردد.






Electronicdesign Com Sites Electronicdesign com بارگذاری فایل ها 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo Table




تقویت‌کننده‌های قدرت نشان می‌دهند که چرا زمان بازیابی گذرا مهم است


بیایید به یک برنامه مثال نگاه کنیم که در آن پاسخ گذرا منبع تغذیه dc مهم است. هنگام آزمایش تقویت کننده های قدرت (PA) مورد استفاده در دستگاه های تلفن همراه (مانند تلفن های همراه یا تبلت)، بسیار مهم است که ولتاژ بایاس dc به دستگاه تحت آزمایش (DUT) در یک ولتاژ ثابت و پایدار باقی بماند. اگر ولتاژ در طول آزمایش نوسان یا تغییر کند، شرایط آزمایش مناسب حفظ نمی‌شود و اندازه‌گیری‌های توان RF حاصل در DUT درست نخواهد بود.     


در این مورد از PA، وضعیت به دلیل مشخصات فعلی تشدید می شود. PA به صورت پالس ارسال می کند و بنابراین جریان را از بایاس dc در پالس ها می کشد. این پالس ها دارای نرخ لبه سریع هستند و بنابراین بار گذرای قابل توجهی را در بایاس dc نشان می دهند. هر بار که PA روشن می شود، جریان بالایی می کشد که منبع تغذیه بایاس dc را پایین می آورد. منبع تغذیه به سرعت بهبود می یابد. با این حال، در طول زمانی که منبع تغذیه به حالت گذرا پاسخ می دهد، ولتاژ آن در مقدار مورد نظر برای آزمایش نیست. هنگامی که منبع تغذیه بازیابی می شود، PA تحت شرایط آزمایش مناسب کار می کند و بنابراین اندازه گیری توان RF مناسب امکان پذیر می شود. 


با میلیاردها PA که هر ساله تولید و آزمایش می‌شوند، توان عملیاتی آزمایش بسیار مهم است. اگر منبع تغذیه به آهستگی بازیابی شود، زمان تست را به PA اضافه می کند و در نتیجه توان آزمایشی تولید را کاهش می دهد. بنابراین، سازندگان PA به دنبال منابع تغذیه بازیابی سریع هستند تا اطمینان حاصل کنند که می توانند حداکثر توان آزمایشی تولید را به دست آورند. آنها به مشخصات زمان بازیابی گذرا نگاه می کنند تا تعیین کنند کدام منبع برای کاربرد آنها بهترین است. بنابراین، فروشنده منبع تغذیه باید بتواند زمان بازیابی گذرا منبع تغذیه را به دقت اندازه گیری کند تا بهترین مشخصات ممکن را به تولید کنندگان PA ارائه دهد.


اندازه گیری زمان بازیابی گذرا


بخش چالش برانگیز اندازه گیری زمان بازیابی بار-گذرا، تعیین زمانی است که ولتاژ وارد باند تحمل می شود. ولت متر متوسط ​​می تواند به راحتی اندازه گیری کند که ولتاژ خروجی dc در محدوده باند تلرانس باشد. با این حال، این یک ابزار کند است و نمی‌تواند به اندازه کافی سریع نمونه‌برداری کند تا اندازه‌گیری زمان معنی‌داری با وضوح کافی برای گفتن اینکه ولتاژ با چه سرعتی وارد باند تلورانس شده است را نشان دهد.


با نگاهی فراتر از میانگین ولت متر، برخی ولت مترهای با سرعت بالا می توانند ده ها هزار قرائت در ثانیه را با دقت کافی اندازه گیری کنند تا تشخیص دهند که ولتاژ منبع تغذیه دقیقاً چه زمانی وارد باند تحمل می شود. یکی از این نمونه ها DMM 34470A Keysight است. با بهبود زمان‌های بازیابی گذرا، این ولت‌مترها، حتی داده‌ها را با سرعت 50 کیلومتر بر ثانیه ضبط می‌کنند، برای ثبت زمان بازیابی سریع بسیار کند می‌شوند.  


از طرف شرکای ما
2.7-V تا 24-V، 2.7-mΩ، eFuse 15-A با حفاظت از تعویض داغ، مانیتور جریان ± 1.5٪ و تنظیم. خطای mgmt
TPS25982 2.7-V تا 24-V، 2.7mΩ، eFuse هوشمند 15-A - حفاظت یکپارچه Hot-Swap با نظارت بر جریان بار دقیق 1.5٪ و گذرا قابل تنظیم…
WaveRunner 8000HD: تجزیه و تحلیل چند ریل
به لطف دامنه دینامیکی بالای WaveRunner 8000HD و 0.5 درصد، اندازه گیری های حساس مانند مشخصه ریزش ریل را با اطمینان کامل انجام دهید…
یک scope ابزار معقول تری برای استفاده خواهد بود، زیرا می تواند به راحتی گذراهای بسیار سریع را ضبط و تجسم کند. با این حال، محدوده متوسط ​​معمولاً 1٪ -3٪ دقت عمودی و وضوح 8 بیتی دارد. در نتیجه، برای ارائه دقت عمودی و وضوح کافی برای تعیین دقیق زمانی که ولتاژ خروجی dc به باند تحمل باریک می‌رسد، تلاش می‌کند. 


با قرار دادن دامنه در کوپلینگ ac، سعی می کنید روی باند تلرانس زوم کنید. با این حال، خطا معرفی می شود زیرا سطح dc ته نشین شده پس از گذرا به دلیل کوپلینگ ac تحریف می شود. این می تواند شناسایی دقیق سطح dc پس از گذرا در باند تحمل را دشوار کند زیرا ولتاژ dc ته نشین شده توسط کوپلینگ ac "پایین می کشد".


گزینه دیگر این است که محدوده را در کوپلینگ dc رها کنید، اما از یک افست بزرگ dc در محدوده استفاده کنید تا روی باند تلرانس زوم کنید. این به خوبی با خروجی های dc در سطح 0 تا 10 ولت کار می کند، اما همانطور که خروجی dc بالا می رود، افست dc نیز باید بالا رود. با آفست های dc بزرگ، حداقل ولت/تقسیم نیز باید برای پشتیبانی از آفست بزرگ dc افزایش یابد، که در نتیجه وضوح اندازه گیری کمتری در باند تلرانس ایجاد می شود.  


برای منابع تغذیه با باند تحمل ولتاژ گسترده تر، می توان از اسکوپ ها برای انجام این اندازه گیری ها استفاده کرد. در واقع، اسیلوسکوپ‌های Keysight نرم‌افزار داخلی آنالیز توان را ارائه می‌کنند که اندازه‌گیری پاسخ گذرا را از طریق عملیات کلید در دست انجام می‌دهد (به www.keysight.com/find/scopes-power مراجعه کنید). اسکوپ های با بالاترین عملکرد، با وضوح 10 یا 12 بیت، انعطاف پذیری بیشتر و قسمت های جلویی پیشرفته تری دارند و به آنها اجازه می دهد این اندازه گیری ها را حتی برای باندهای تحمل ولتاژ باریک انجام دهند. با این حال، این دامنه ها در میزهای آزمایشگاهی معمولی رایج نیستند.


Electronicdesign Com Sites Electronicdesign com بارگذاری فایل ها 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo F3
2. این اسکرین شات از Keysight IntegraVision Power Analyzer اندازه گیری زمان بازیابی ولتاژ گذرا را نشان می دهد.




برای منابع تغذیه با باندهای تحمل ولتاژ باریک، یک آنالایزر کیفیت توان با کارایی بالا می‌تواند این اندازه‌گیری را انجام دهد، مشروط بر اینکه قابلیت اندازه‌گیری تک شات را داشته باشد. اندازه گیری تک شات مورد نیاز است زیرا گذرا یک رویداد تک شات است که توسط لبه بالارونده پالس فعلی ایجاد می شود. از طرف دیگر، اگر می‌توانید یک جریان گذرا بار-جریان تکراری، مانند یک موج مربعی که در آن جریان بین مقادیر جریان بالا و پایین پرش می‌کند، تولید کنید، می‌توانید از یک تحلیلگر توان بدون اندازه‌گیری تک شات برای ثبت رویداد گذرای مکرر استفاده کنید.  


آنالایزرهای توان با کارایی بالا دقت عمودی بهتر از 0.1 درصد، وضوح 16 بیت و سرعت دیجیتالی 1 Msample/s یا بیشتر دارند. این ترکیب دیجیتالی شدن سریع و اندازه گیری دقیق ولتاژ به شما امکان می دهد پاسخ گذرا بار منبع تغذیه را به راحتی اندازه گیری کنید و تشخیص دهید که چه زمانی به باند تحمل باریک رسیده است. از آنجایی که یک آنالایزر قدرت می تواند مستقیماً ولتاژ و جریان را بدون پروب اندازه گیری کند، می توانید به سرعت این اندازه گیری را تنظیم کنید تا از لبه افزایشی جریان شروع شود و سپس زمان بازیابی ولتاژ را اندازه گیری کنید.  


یکی از آنالایزرهای توان با این قابلیت، آنالایزر قدرت IntegraVision (شکل 2) است که دیجیتالی کردن 5-Msample/s تک شات را با 16 بیت به طور همزمان در هر دو ولتاژ و جریان، با دقت اولیه 0.05% ارائه می دهد، که همه بر روی یک صفحه نمایش لمسی رنگی بزرگ نمایش داده می شوند. . اندازه گیری بر روی یک منبع تغذیه 10 ولت انجام می شود که بین 2 آمپر و 8 آمپر پالس می شود. باند بازیابی گذرا آن ± 100 میلی ولت است.


با استفاده از دو نشانگر Y IntegraVision، می توانید قسمت بالایی (10.1 ولت) و پایین (9.9 ولت) باند تحمل ولتاژ را شناسایی کنید. سپس، با دو نشانگر X، می توانید تشخیص دهید که چه زمانی گذرا در شکل موج فعلی با نشانگر X1 شروع می شود و چه زمانی ولتاژ وارد باند تلرانس با نشانگر X2 می شود. تفاوت زمانی بین X1 و X2 زمان بازیابی گذرا است که 90.4 میکرو ثانیه اندازه‌گیری می‌شود.

ترک یک پیام 

فهرست پیام