Hiểu và đo Thời gian phục hồi thoáng qua của nguồn điện

Loại tệp này bao gồm đồ họa và sơ đồ có độ phân giải cao khi có thể.

Bob Zollo, Người lập kế hoạch sản phẩm, Bộ phận năng lượng và năng lượng, Công nghệ Keysight
Thời gian phục hồi thoáng qua của nguồn cung cấp điện là thông số kỹ thuật của nguồn điện một chiều. Nó mô tả mức độ nhanh chóng của nguồn điện sẽ phục hồi từ điều kiện tải tạm thời trên đầu ra của nguồn điện.   


Với nguồn điện lý tưởng hoạt động ở điện áp không đổi, điện áp đầu ra sẽ vẫn ở giá trị được lập trình bất kể dòng điện được tải ra khỏi nguồn cung cấp điện. Tuy nhiên, nguồn điện thực không thể duy trì điện áp được lập trình của nó khi dòng tải tăng nhanh.


Để đáp ứng với sự gia tăng nhanh chóng của dòng điện, điện áp nguồn cung cấp sẽ giảm xuống cho đến khi vòng lặp phản hồi điều chỉnh nguồn cung cấp điện đưa điện áp trở lại giá trị được lập trình. Thời gian cần thiết để giá trị quay trở lại giá trị được lập trình là thời gian khôi phục tạm thời tải (Hình 1).


Lưu ý rằng nếu quá độ dòng tải không phải là quá độ nhanh mà là tăng hoặc giảm chậm, thì vòng phản hồi điều chỉnh nguồn cung cấp điện sẽ đủ nhanh để điều chỉnh và duy trì điện áp đầu ra mà không có bất kỳ quá độ nào có thể nhìn thấy được. Khi tốc độ biên của quá độ dòng điện tăng lên, nó vượt quá khả năng “theo kịp” và giữ điện áp không đổi của vòng lặp phản hồi cung cấp điện, dẫn đến sự kiện tạm thời tải.


Electronicdesign Com Trang web Electronicdesign com Tải lên tập tin 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo F1
1. Thời gian phục hồi quá độ tải là thời gian "X" để điện áp đầu ra phục hồi và nằm trong milivôn "Y" của điện áp đầu ra danh định sau khi thay đổi bước amp "Z" trong dòng tải. "Y" là dải khôi phục hoặc dải lắng được chỉ định và "Z" là thay đổi dòng tải được chỉ định, thường bằng định mức dòng đầy tải của nguồn cung cấp.




Thời gian phục hồi thoáng qua của nguồn điện được đo từ khi bắt đầu quá độ dòng tải đến khi nguồn điện lắng xuống và một lần nữa đạt đến giá trị được lập trình. Nhưng bất cứ khi nào bạn chỉ định "đạt đến giá trị được lập trình", bạn phải chỉ định trong phạm vi dung sai. Do đó, thời gian phục hồi quá độ tải của nguồn cung cấp điện được chỉ định là thời gian cần thiết để đạt đến dải dung sai là một số phần trăm giá trị được lập trình, một số phần trăm công suất danh định, hoặc thậm chí một dải dung sai điện áp cố định. Bảng này cho thấy một số ví dụ về thông số kỹ thuật thoáng qua của bộ cấp nguồn.  


Nhìn vào bộ nguồn Keysight N7952A, bạn có thể thấy rằng dải dung sai thời gian khôi phục tạm thời được quy định là 100 mV. Khi đo thời gian phục hồi thoáng qua, nếu điện áp đầu ra là 25 V, bạn phải đo mất bao lâu để nguồn điện phục hồi trở lại trong khoảng ± 100 mV xung quanh 25 V.






Electronicdesign Com Trang web Electronicdesign com Tải lên tập tin 2015 02 0216 Cte Keysight Bảng Zollo




Bộ khuếch đại công suất Làm rõ lý do tại sao Thời gian khôi phục tạm thời lại quan trọng


Hãy xem xét một ứng dụng ví dụ trong đó phản ứng thoáng qua của nguồn điện một chiều là quan trọng. Khi thử nghiệm bộ khuếch đại công suất (PA) được sử dụng trong thiết bị di động (chẳng hạn như điện thoại di động hoặc máy tính bảng), điều rất quan trọng là điện áp phân cực một chiều vào thiết bị cần thử nghiệm (DUT) phải duy trì ở điện áp cố định và ổn định. Nếu điện áp dao động hoặc thay đổi trong quá trình thử nghiệm, các điều kiện thử nghiệm thích hợp sẽ không được duy trì và kết quả đo công suất RF trên DUT sẽ không chính xác.     


Trong trường hợp này của PA, tình hình càng trở nên trầm trọng hơn do hồ sơ hiện tại. PA truyền theo xung, và do đó kéo dòng điện từ phân cực dc theo xung. Các xung này có tốc độ cạnh nhanh và do đó thể hiện quá độ tải đáng kể trên phân cực dc. Mỗi khi PA xung, nó tạo ra dòng điện cao, kéo theo nguồn cung cấp điện phân cực dc. Nguồn điện sẽ nhanh chóng phục hồi; tuy nhiên, trong thời gian nguồn điện đáp ứng quá độ, điện áp của nó không ở giá trị mong muốn đối với thử nghiệm. Khi nguồn điện phục hồi, PA sẽ hoạt động trong các điều kiện thử nghiệm phù hợp và do đó có thể thực hiện các phép đo công suất RF thích hợp. 


Với hàng tỷ PA được sản xuất và thử nghiệm mỗi năm, thông lượng thử nghiệm là rất quan trọng. Nếu nguồn điện phục hồi chậm, nó sẽ thêm thời gian thử nghiệm vào PA và do đó làm chậm thông lượng thử nghiệm sản xuất. Do đó, các nhà sản xuất PA tìm kiếm các nguồn cung cấp năng lượng phục hồi nhanh để đảm bảo họ có thể đạt được thông lượng kiểm tra sản xuất tối đa. Họ xem xét đặc tả thời gian phục hồi tạm thời để xác định nguồn cung cấp nào sẽ tốt nhất cho ứng dụng của họ. Vì vậy, nhà cung cấp nguồn điện cần có khả năng đo lường chính xác thời gian phục hồi thoáng qua của nguồn điện để cung cấp thông số kỹ thuật tốt nhất có thể cho các nhà sản xuất PA.


Đo thời gian phục hồi tạm thời


Phần thử thách của việc đo thời gian phục hồi quá độ tải là xác định thời điểm điện áp đi vào dải dung sai. Vôn kế trung bình có thể dễ dàng đo nếu điện áp đầu ra một chiều nằm trong dải dung sai. Tuy nhiên, đây là một thiết bị chậm và sẽ không thể lấy mẫu đủ nhanh để đưa ra phép đo thời gian có ý nghĩa với độ phân giải thích hợp để cho biết điện áp đi vào dải dung sai nhanh như thế nào.


Nhìn xa hơn vôn kế trung bình, một số vôn kế tốc độ cao nhất định có thể đo hàng chục nghìn lần đọc mỗi giây với đủ độ chính xác để phát hiện khi điện áp nguồn cung cấp chính xác đi vào dải dung sai. Một ví dụ như vậy là DMM 34470A của Keysight. Khi thời gian khôi phục tạm thời được cải thiện, các vôn kế này, thậm chí ghi dữ liệu ở tốc độ 50 ksamples / s, trở nên quá chậm để nắm bắt thời gian khôi phục nhanh.  


TỪ CÁC ĐỐI TÁC CỦA CHÚNG TÔI
2.7-V đến 24-V, 2.7-mΩ, 15-A eFuse với bảo vệ hoán đổi nóng, điều chỉnh & giám sát dòng điện ± 1.5%. lỗi mgmt
TPS25982 2.7-V đến 24-V, 2.7mΩ, 15-A Smart eFuse - Tích hợp bảo vệ Hot-Swap với Giám sát dòng tải chính xác 1.5% và Điều chỉnh thoáng qua…
WaveRunner 8000HD: Phân tích đa đường sắt
Thực hiện các phép đo nhạy cảm, chẳng hạn như mô tả đặc điểm sập đường ray, hoàn toàn tự tin nhờ dải động cao của WaveRunner 8000HD và 0.5%…
Phạm vi sẽ là một công cụ hợp lý hơn để sử dụng, vì nó có thể dễ dàng nắm bắt và trực quan hóa quá trình chuyển đổi rất nhanh. Tuy nhiên, phạm vi trung bình thường có độ chính xác dọc 1% -3% và độ phân giải 8 bit. Do đó, nó phải vật lộn để cung cấp đủ độ chính xác và độ phân giải theo chiều dọc để định vị chính xác khi điện áp đầu ra một chiều đạt đến dải dung sai hẹp. 


Bằng cách đặt ống soi vào khớp nối xoay chiều, bạn cố gắng phóng to dải dung sai. Tuy nhiên, lỗi sẽ xuất hiện vì mức dc ổn định sau thoáng qua sẽ bị bóp méo do khớp nối xoay chiều. Điều này có thể gây khó khăn cho việc xác định chính xác mức một chiều sau thoáng qua trong dải dung sai vì điện áp một chiều ổn định đang bị "kéo xuống" bởi khớp nối xoay chiều.


Một tùy chọn khác là để phạm vi trong khớp nối dc, nhưng sử dụng độ lệch dc lớn trên phạm vi để phóng to dải dung sai. Điều này hoạt động tốt với đầu ra dc ở mức 0 đến 10-V, nhưng khi đầu ra dc tăng lên, độ lệch dc cũng phải tăng. Với hiệu số dc lớn, vôn / vạch chia nhỏ nhất cũng phải tăng để hỗ trợ độ lệch dc lớn, dẫn đến độ phân giải phép đo trên dải dung sai ít hơn.  


Đối với nguồn điện có dải dung sai điện áp rộng hơn, có thể sử dụng phạm vi để thực hiện các phép đo này. Trên thực tế, máy hiện sóng Keysight cung cấp phần mềm phân tích công suất tích hợp để thực hiện các phép đo phản ứng nhất thời thông qua các thao tác chìa khóa trao tay (xem tại www.keysight.com/find/scope-power). Các phạm vi hiệu suất cao nhất, với độ phân giải 10 hoặc 12 bit, có tính linh hoạt hơn và giao diện người dùng tiên tiến hơn, cho phép chúng thực hiện các phép đo này ngay cả đối với dải dung sai điện áp hẹp. Tuy nhiên, những phạm vi này không phổ biến trên băng ghế phòng thí nghiệm trung bình.


Electronicdesign Com Trang web Electronicdesign com Tải lên tập tin 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo F3
2. Ảnh chụp màn hình này từ Keysight IntegraVision Power Analyzer hiển thị phép đo thời gian khôi phục tạm thời điện áp.




Đối với các bộ nguồn có dải dung sai điện áp hẹp, máy phân tích chất lượng điện năng hiệu suất cao có thể thực hiện phép đo này — miễn là nó có khả năng đo một lần. Cần đo một lần chụp vì quá độ là sự kiện một lần chụp được kích hoạt bởi cạnh lên của xung hiện tại. Ngoài ra, nếu bạn có thể tạo quá độ dòng tải lặp lại, chẳng hạn như sóng vuông trong đó dòng điện nhảy giữa các giá trị dòng điện cao và thấp, bạn có thể sử dụng máy phân tích công suất mà không cần đo một lần để ghi lại sự kiện thoáng qua lặp lại.  


Máy phân tích công suất hiệu suất cao có độ chính xác dọc tốt hơn 0.1%, độ phân giải 16 bit và tốc độ số hóa từ 1 Msample / s trở lên. Sự kết hợp giữa số hóa nhanh và đo điện áp chính xác này cho phép bạn dễ dàng đo phản ứng thoáng qua của tải cung cấp điện và xác định khi nào đạt đến dải dung sai hẹp. Vì máy phân tích công suất có thể đo trực tiếp điện áp và dòng điện mà không cần đầu dò, bạn có thể nhanh chóng thiết lập phép đo này để kích hoạt từ cạnh tăng của dòng điện và sau đó đo thời gian phục hồi điện áp.  


Một máy phân tích năng lượng có khả năng này là Máy phân tích công suất tích hợp (Hình 2), cung cấp số hóa 5-Msample / s một lần ở 16 bit đồng thời trên cả điện áp và dòng điện, với độ chính xác cơ bản 0.05%, tất cả được hiển thị trên màn hình cảm ứng màu lớn . Phép đo đang được thực hiện trên nguồn 10 V được tạo xung giữa 2A và 8A. Dải phục hồi thoáng qua của nó là ± 100 mV.


Sử dụng hai điểm đánh dấu Y của IntegraVision, bạn có thể xác định đỉnh (10.1 V) và dưới cùng (9.9 V) của dải dung sai điện áp. Sau đó, với hai điểm đánh dấu X, bạn có thể xác định thời điểm bắt đầu quá độ trên dạng sóng hiện tại với điểm đánh dấu X1 và khi điện áp đi vào dải dung sai với điểm đánh dấu X2. Chênh lệch thời gian giữa X1 và X2 là thời gian phục hồi thoáng qua, được đo bằng 90.4 μs.

Để lại lời nhắn 

Danh sách tin nhắn