Tecniche di Caratterizzazione degli Alimentatori a Commutazione (SMPS)

La corretta caratterizzazione di un alimentatore è fondamentale per garantire che il progetto soddisfi o superi i requisiti dell'applicazione. Ciò è particolarmente vero per gli alimentatori a commutazione (SMPS). Qui abbiamo raccolto contenuti specificamente progettati per guidare l'utente attraverso molte delle sfide di test presentate quando si cerca di caratterizzare con precisione un alimentatore.

Stabilità dell'alimentatore

Un buon progetto di un alimentatore dovrebbe fornire i valori di tensione e corrente richiesti in modo coerente nell'intervallo di valori di impedenza di carico previsti. Un'alimentazione instabile non può regolare bene l'uscita, il che può portare il circuito alimentato dall'alimentatore a comportarsi in modo irregolare o a non funzionare affatto. Fortunatamente, è possibile eseguire semplici test per testare il progetto e garantire la stabilità nell'intervallo di impedenza di carico richiesto.

Stabilità dell'alimentatore: risposta al carico

Un buon test principale per la stabilità dell'alimentatore è la risposta al carico. In questo test, viene utilizzato un carico elettronico DC per fornire un carico variabile all'alimentazione sottoposta a test e viene utilizzato un oscilloscopio per misurare la risposta dell'alimentatore.
 

Stabilità dell'alimentatore: diagramma di Bode

Un altro metodo comune per determinare la stabilità dell'alimentatore consiste nell'eseguire una curva di risposta in frequenza o un diagramma di Bode sull'alimentatore.

In questo processo, un segnale noto viene iniettato nel progetto e vengono misurati l'ampiezza di uscita (guadagno) e lo sfasamento risultanti. La frequenza del segnale noto viene modificata, l'ampiezza (guadagno) e la fase vengono nuovamente misurate. Questo processo viene ripetuto fino a coprire la gamma di frequenza operativa. Quindi, i dati di guadagno e fase vengono tracciati su un asse di frequenza comune in cui i dati possono essere analizzati per la stabilità.
 

Efficienza dell'alimentatore:

Molti progetti elettronici richiedono un alimentatore che fornisca una tensione nota su un intervallo specifico di carichi e condizioni di corrente. In molti casi, l'efficienza della fornitura è una caratteristica essenziale del progetto. I progetti più efficienti convertono la potenza in ingresso in una percentuale maggiore di potenza in uscita rispetto ai progetti meno efficienti. Poiché la maggior parte delle perdite dell'alimentatore è generata come calore all'interno dell'alimentatore, i design più efficienti tendono a funzionare a temperature più basse, offrono una maggiore stabilità e una durata operativa più lunga. Una maggiore efficienza spesso ha solo più senso. Ciò è particolarmente importante per le applicazioni che richiedono alimentazione a batteria come il rilevamento IOT remoto oi moduli di comunicazione che devono essere operativi per un lungo periodo di tempo.

Per realizzare progetti più efficienti, dobbiamo sapere come misurare l'efficienza dell'alimentatore.

Ecco una nota che descrive come costruire il proprio sistema di efficienza dell'alimentatore utilizzando strumenti di test comuni.

Ecco un esempio di programmazione per creare il tuo sistema di efficienza dell'alimentatore automatizzato con Python:
 

Analisi dell'alimentatore:

La progettazione del convertitore di potenza è diventata una parte importante dello sviluppo dei prodotti elettronici. Le moderne esigenze di progettazione hanno aumentato l'importanza degli alimentatori che hanno una maggiore efficienza, maggiore affidabilità, con emissioni elettromagnetiche (EMI) inferiori rispetto ai progetti precedenti. Ciò è particolarmente vero per i progetti che implementano alimentatori a commutazione (SMPS) che possono essere particolarmente rumorosi. I progettisti di potenza altamente specializzati possono misurare manualmente molti dei parametri di SMPS, ma ciò richiede molto tempo e risulta scomodo.

Per ridurre al minimo il time-to-market e massimizzare l'efficienza della progettazione, gli oscilloscopi SIGLENT SDS5000X e SDS2000X Plus ora offrono un'opzione di analisi della potenza per standardizzare, automatizzare e velocizzare le misurazioni e semplificare i test degli alimentatori.

Maggiori informazioni sono disponibili nella scheda tecnica dell'opzione Analisi della potenza disponibile sugli oscilloscopi SIGLENT SDS2000X Plus e SDS5000X.

È possibile saperne di più sui prodotti discussi visitando i seguenti link:
Oscilloscopi
Alimentatori DC
Carichi elettronici DC