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と手順
オシロスコープと電源測定
高帯域幅測定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、電力測定は周波数が比較的低いため簡単かもしれません。 実際、高速回路設計者が電力測定において決して直面する必要のない課題も数多くあります。
開閉装置全体の電圧が高く、浮遊している可能性があります。これは、開閉装置が接地されていないことを意味します。 信号のパルス幅、周期、周波数、デューティ サイクルはすべて異なります。 波形を忠実に捉えて解析し、波形の異常を検出する必要があります。 オシロスコープの要件は厳しいものです。 複数のプローブ - シングルエンド 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。 長期間の低周波取得結果を記録するスペースを提供するには、機器には大容量のメモリが必要です。 また、1 回の取得で振幅が大幅に異なるさまざまな信号をキャプチャする必要がある場合があります。
スイッチング電源の基礎
最新のシステムの主流の DC 電源アーキテクチャはスイッチング電源 (SMPS) であり、負荷の変化に効果的に対処できることでよく知られています。 一般的なスイッチング電源の電気信号経路には、受動部品、能動部品、磁気部品が含まれます。 スイッチング電源では、抵抗やリニア トランジスタなどの損失の多いコンポーネントの使用を最小限に抑え、スイッチング トランジスタ、コンデンサ、磁気コンポーネントなどの (理想的には) 損失のないコンポーネントを主に使用する必要があります。
スイッチング電源装置はまた、パルス幅変調レギュレータ、パルス周波数変調レギュレータ、フィードバックループ１などの構成要素を含む制御部を有する。制御部は、独自の電源を有してもよい。 図 1 は、スイッチング電源の簡略化した回路図であり、能動デバイス、受動デバイス、磁気コンポーネントを含む電力変換部分を示しています。
スイッチング電源技術では、金属酸化膜電界効果トランジスタ (MOSFET) や絶縁ゲート バイポーラ トランジスタ (IGBT) などのパワー半導体スイッチング デバイスが使用されます。 これらのデバイスはスイッチング時間が短く、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、開いた状態でも閉じた状態でもエネルギー消費が非常に少なく、高効率で発熱が少ないことです。 スイッチング電源の全体的な性能はスイッチング デバイスによって大きく決まります。 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、平均電力損失、安全作業領域などが含まれます。
