デジタルオシロスコープを使用してスイッチング電源をテストする方法の紹介
オシロスコープと電力測定
帯域幅測定のためにオシロスコープを使用することに慣れている人にとっては、頻度が比較的低いため、電力測定は簡単かもしれません。実際、電力測定には、高速回路設計者が直面する必要がないという多くの課題があります。
スイッチギア全体の電圧は高く「浮遊」する場合があります。つまり、接地されていません。信号のパルス幅、周期、周波数、およびデューティサイクルは異なります。波形を正確にキャプチャして分析し、波形の異常を検出する必要があります。このオシロスコープの要件は厳格です。複数のプローブ - 単一のエンドプローブ、差動プローブ、および電流プローブを同時に必要とします。機器には、長期的な低周波取得結果のための記録スペースを提供するための大きなメモリが必要です。また、1つの取得で大幅に異なる振幅で異なる信号をキャプチャする必要がある場合があります。
電源の切り替えの基礎
ほとんどの最新システムの主流のDC電源アーキテクチャは、スイッチモード電源（スイッチモード電源）です。これは、負荷の変化に効果的に対処する能力でよく知られています。典型的なスイッチング電源の電源信号パスには、パッシブコンポーネント、アクティブコンポーネント、磁気コンポーネントが含まれます。スイッチング電源は、抵抗器や線形トランジスタなどの損失のあるコンポーネントの使用を最小限に抑え、主に（理想的には）トランジスタ、コンデンサ、磁気成分などのロスレスコンポーネントを使用する必要があります。
スイッチング電源機器には、パルス幅変調レギュレーター、パルス周波数変調レギュレーター、フィードバックループ1などのコンポーネントが含まれる制御部品もあります。コントロールパーツには独自の電源があります。図1は、スイッチング電源の単純化された概略図であり、アクティブコンポーネント、パッシブコンポーネント、磁気コンポーネントを含む電気エネルギー変換セクションを示しています。
スイッチング電源技術では、金属酸化物フィールド効果トランジスタ（MOSFET）や断熱ゲート双極トランジスタ（IGBT）などの電源半導体スイッチングデバイスを使用します。これらのデバイスには切り替え時間が短く、不安定な電圧スパイクに耐えることができます。同様に重要なのは、オープン状態であろうと閉じた状態であろうと、高効率と低熱の発生を伴う非常に少ないエネルギーを消費することです。スイッチングデバイスは、スイッチング電源の全体的なパフォーマンスを大部分決定します。スイッチングデバイスの主な測定には、スイッチング損失、平均電源損失、安全な作業エリアなどが含まれます。
