Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Rzadko zadawane pytania: jak optymalnie charakteryzować zasilacze?

ghost666 06 Paź 2018 14:01 1077 1
  • Rzadko zadawane pytania: jak optymalnie charakteryzować zasilacze?
    Pytanie: Jak mogę upewnić się, że testuję mój zasilacz impulsowy w sposób możliwie wydajny?

    Odpowiedź: Zanim jakikolwiek projektant zdecyduje się na implementację konkretnego rozwiązania zasilania, chce je dokładnie przetestować. Karta katalogowa scalonej przetwornicy czy jej kontrolera dostarcza bardzo dużo wartościowych informacji, jak zasilacz zachowywać może się w realnej aplikacji i o tym, jak charakteryzować dany układ. Symulacje realizowane w programach SPICE czy innych symulatorach układów elektronicznych także są bardzo użyteczne, jeśli chodzi o optymalizację systemu zasilania.

    Niestety nic nie zastąpi testowania realnego sprzętu, gdyż ani karta katalogowa, ani symulacje SPICE nie uwzględniają wpływu pasożytniczych elementów, jakie pojawiają się podczas realnej implementacji układu na fizycznych elementach.

    Z tego też powodu zasilacze są intensywnie testowanymi elementami układu. Niezależnie, czy jest to samodzielnie skonstruowany prototyp, czy płytka ewaluacyjna dostarczona przez producenta układu scalonego, to poddaje się go rygorystycznemu procesowi charakteryzacji. W poniższym artykule opisano, na co podczas pomiaru trzeba zwrócić uwagę, aby był on poprawnie zrealizowany i dawał miarodajne informacje na temat działania systemu.

    Rzadko zadawane pytania: jak optymalnie charakteryzować zasilacze?
    Rys.1. Sposób podłączenia charakteryzowanego zasilacza (w tym wypadku przetwornicy opartej o LT8619) do układu pomiarowego.


    Podczas podłączania testowanego obwodu należy uwzględnić kilka istotnych punktów. Na rysunku 1 pokazano schemat konfiguracji testu. Badana konstrukcja musi być podłączona do zasilania po stronie wejściowej i obciążenia po stronie wyjściowej. Brzmi to banalnie, ale są pewne istotne aspekty, które podczas zestawiania stanowiska pomiarowego trzeba uwzględnić.

    Minimalizacja indukcyjności linii połączeniowych

    Pokazany na rysunku 1 schemat konfiguracji układu posłuży nam do pomiarów parametrów systemu. Jako że chcemy przetestować zachowanie zasilacza, a nie wpływ linii łączących między płytką testową a zasilaczem laboratoryjnym lub obciążeniem na wyjściu, należy podjąć wszelkie starania, aby zmniejszyć wpływ tych połączeń.





    Po pierwsze, połączenia pomiędzy układem a urządzeniami pomiarowymi powinny być tak krótkie jak to tylko możliwe. Krótkie linie mają niższą wartości indukcyjności linii niż dłuższe kable. Po drugie, minimalizacja pętli prądowej (jaką formują linie zasilania) oraz obciążenia zmniejsza indukcyjność pasożytniczą. Jednym ze sposobów osiągnięcia tego jest skręcenie ze sobą obu przewodów. Powoduje to, że powierzchnia pętli prądowej jest ograniczona do długości skręconej pary razy podwojona grubość izolacji przewodów (tj. odległość pomiędzy przewodnikami w środku). Na rysunku 2 pokazano przykładowe stanowisko pomiarowe, na którym zestawiono tego rodzaju połączenia od i do badanego zasilacza.

    Rzadko zadawane pytania: jak optymalnie charakteryzować zasilacze?
    Rys.2. Praktyczna realizacja układu pomiarowego z krótkimi, skręconymi kablami pomiarowymi.


    W zasilaczach impulsowych składowa zmienna znajduje się zarówno po stronie wejściowej, jak i wyjściowej. W zależności od topologii obwodu, po stronie wejściowej może wystąpić prąd pulsacyjny, na przykład w przetwornicach step-down obniżających napięcie (przetwornica typu buck). Konieczne jest przetestowanie systemu podczas uruchamiania oraz podczas pracy przy zmiennym obciążeniu. W takich warunkach linie łączące zasilacz z urządzeniami pomiarowymi również przenosić będą składową zmienną.

    Dodatek lokalnego magazynu energii na wejściu układu

    Jeśli badamy zasilacz pod kątem szybkości reakcji na zmiany obciążenia, musi on mieć dostępną wystarczającą ilość energii. Źródło energii po stronie wejściowej badanego projektu nie powinno być czynnikiem ograniczającym. Aby nie dopuścić do tego, zaleca się umieszczenie kondensatora na wejściu zasilacza. Jest to on oznaczony na zielono na rysunku 1. Zapewnia to, że testy ze zmiennym obciążeniem mogą być wykonane na tak skonfigurowanym zasilaczu prawidłowo.

    W takiej konfiguracji pamiętać trzeba jednakże, iż kondensator ma istotny wpływ na cały układ, w szczególności na zasilacz. Konieczne jest dogłębne zrozumienie wpływu pojemności tego kondensatora na działanie całego układu – w ten sposób można dobrać wartość do konkretnego zasilacza.

    Należy również uwzględnić inny aspekt zielonej pojemności na rysunku 1. Jeśli na wejściu zasilacza konieczne jest podanie przebiegów zmiennych w celu przetestowania zachowania zasilacza w takich warunkach, to kondensator zachowywać będzie się jak filtr RC – znacznie spowolni zmiany napięcia obserwowane przez testowany zasilacz. Dlatego też do tego rodzaju testów kondensator ten powinien zostać odłączony.

    Podsumowanie

    Tak jak napisano powyżej, istnieje kilka istotnych rzeczy, które należy wziąć pod uwagę w pozornie prostych zadaniach związanych z projektowaniem zasilacza - na przykład sposób podłączenia testowanego obwodu do urządzeń laboratoryjnych. Przewody zasilające badany obwód, a także linie łączące go z obciążeniem, muszą być traktowane jako obwody prądu przemiennego, zatem kable muszą być krótkie i skręcone ze sobą w celu zmniejszenia indukcyjności pasożytniczej tych przewodów.

    Dzięki zastosowaniu się do powyższych prostych zaleceń wyniki testów będą zbliżone do tego, co faktycznie chcemy w systemie przetestować. Jeśli poprawnie zrealizujemy podłączenie zasilacza do systemu pomiarowego, wyniki badań będą miały większą wartość.

    Źródło: http://www.analog.com/en/analog-dialogue/raqs/raq-issue-156.html


    Fajne!
  • #2 12 Paź 2018 17:34
    dudi_elektr
    Poziom 13  

    Autor przytoczył tu artykuł, którego treść w ogóle nie odpowiada na zadane pytanie. W treści można przeczytać wiele ogólnikowych sformułowań, które nic nie wnoszą do poruszanego problemu. Fotografia pokazująca praktyczną realizację układu pomiarowego nie zawiera wcale najkrótszych możliwych połączeń. Gołym okiem można zauważyć, że połączenia mogły by być krótsze.