デジタルオシロスコープを使用してスイッチング電源の電力損失を測定する方法
多くの業界でスイッチング電源の需要が高まっているため、次世代スイッチング電源の電力損失を測定および分析することが重要です。 このアプリケーション分野では、TDS5000 または TDS7000 シリーズのデジタル蛍光オシロスコープと TDSPWR2 パワー測定ソフトウェアを組み合わせることで、必要な測定および分析タスクを簡単に完了できます。
新しい SMPS (スイッチ モード電源) アーキテクチャは、高いデータ速度と GHz レベルのプロセッサに大電流と低電圧を必要とし、効率、電力密度、信頼性、コストの点でパワー デバイスの設計者に目に見えない新たなプレッシャーを与えます。 設計においてこれらの要件を考慮するために、設計者は、同期整流技術、アクティブ電力フィルター補正、スイッチング周波数の増加などの新しいアーキテクチャを採用しました。 これらのテクノロジーは、スイッチング デバイスでの高い電力損失、熱放散、過剰な EMI/EMC などのより高い課題ももたらします。
「オフ」（導通）状態から「オン」（オフ）状態への移行中に、電源ユニットでは大きな電力損失が発生します。 スイッチング デバイスを通過する電流またはデバイスの電圧が非常に小さいため、「オン」または「オフ」状態のスイッチング デバイスの電力損失は比較的小さくなります。 インダクタとトランスは出力電圧を絶縁し、負荷電流を平滑化します。 インダクタとトランスもスイッチング周波数の影響を受けやすいため、電力損失が発生したり、場合によっては飽和による故障が発生したりすることがあります。
スイッチング電源装置内の消費電力により、電源の熱効果の全体的な効率が決まります。 したがって、スイッチング素子やインダクタ/トランスの電力損失を測定することは非常に重要な測定作業となります。 この測定では、電力効率と熱放散を測定できます。
多くの業界でスイッチング電源の需要が高まっているため、次世代スイッチング電源の電力損失を測定および分析することが重要です。 このアプリケーション分野では、TDS5000 または TDS7000 シリーズのデジタル蛍光オシロスコープと TDSPWR2 パワー測定ソフトウェアを組み合わせることで、必要な測定および分析タスクを簡単に完了できます。
新しい SMPS (スイッチ モード電源) アーキテクチャは、高いデータ速度と GHz レベルのプロセッサに大電流と低電圧を必要とし、効率、電力密度、信頼性、コストの点でパワー デバイスの設計者に目に見えない新たなプレッシャーを与えます。 設計においてこれらの要件を考慮するために、設計者は、同期整流技術、アクティブ電力フィルター補正、スイッチング周波数の増加などの新しいアーキテクチャを採用しました。 これらのテクノロジーは、スイッチング デバイスでの高い電力損失、熱放散、過剰な EMI/EMC などのより高い課題ももたらします。
「オフ」（導通）状態から「オン」（オフ）状態への移行中に、電源ユニットでは大きな電力損失が発生します。 スイッチング デバイスを通過する電流またはデバイスの電圧が非常に小さいため、「オン」または「オフ」状態のスイッチング デバイスの電力損失は比較的小さくなります。 インダクタとトランスは出力電圧を絶縁し、負荷電流を平滑化します。 インダクタとトランスもスイッチング周波数の影響を受けやすいため、電力損失が発生したり、場合によっては飽和による故障が発生したりすることがあります。
スイッチング電源装置内の消費電力により、電源の熱効果の全体的な効率が決まります。 したがって、スイッチング素子やインダクタ/トランスの電力損失を測定することは非常に重要な測定作業となります。 この測定では、電力効率と熱放散を測定できます。
電磁コンポーネントの電力損失を計算する
電力損失を低減できるもう 1 つの方法は、磁心に関するものです。 一般的な AC/DC および DC/DC 回路図から、インダクタとトランスは電力を散逸するその他のコンポーネントであるため、電力効率に影響を与えるだけでなく、熱放散の原因にもなります。
インダクタのテストには通常、LCR が使用されます。 LCR はテスト信号として正弦波を使用します。 スイッチング電源装置では、インダクタに高電圧および大電流のスイッチング信号が負荷されますが、それらの信号はいずれも正弦波信号ではありません。 したがって、パワーデバイスの設計者は、実際の電力が供給されるパワーデバイス内のインダクタまたはトランスの動作特性を監視する必要があります。 したがって、LCR を使用したテストは実際の状況を反映していない可能性があります。
BH 曲線を使用すると、電源装置内のインダクタの動作特性がすぐにわかるため、磁気コアの特性を観察する効果的な方法は BH 曲線です。 TDSPWR2 を使用すると、高価な専用ツールを必要とせずに、研究室用オシロスコープを使用して BH 解析を迅速に実行できます。
電源装置のスイッチオン期間および定常状態期間中、インダクタとトランスは異なる動作特性を持ちます。 以前は、BH 機能を表示および分析するには、設計者がまず信号をキャプチャし、次に個人用 PC でさらに分析を行う必要がありました。 TDSPWR2 を介してオシロスコープ上で BH 解析を直接実行し、インダクタの動作特性をリアルタイムで観察できるようになりました。詳細な解析を実行する場合、TDSPWR2 は BH プロットとオシロスコープ上のキャプチャされたデータの間にカーソル リンクを提供することもできます。
