Резонансные преобразователи LLC обеспечивают очень высокий уровень эффективности благодаря программному переключению. Вместе с тем на этапе включения питания такой преобразователь может вести себя по-другому, пока контроллер не перейдет в установившееся состояние. Измерение пускового тока и времени включения питания обеспечивает их соответствие стандартам и техническим данным.
Проверка режима работы преобразователя мощности в различных условиях, например при изменениях нагрузки, а также проверка включения питания — важный аспект обеспечения надежной работы действующего приложения. Пусковые токи и время включения питания являются критически важными параметрами. Если пусковой ток превышает определенные уровни, это может привести к перегоранию предохранителей в электромонтажной сети. Время включения питания также считается важной характеристикой преобразователя постоянного тока.
Типичная продолжительность включения питания преобразователя мощности может быть еще больше, часто составляя несколько интервалов по 100 мс. Для захвата такого длинного временного интервала необходим осциллограф с глубокой памятью и достаточным разрешением по времени для детального просмотра поведения при переключении. Осциллографы R&S®RTM3000, R&S®RTA4000, R&S®RTE1000 и R&S®RTO2000 обеспечивают до 200 млн отсчетов или 1 млрд отсчетов в памяти для сбора данных. В сочетании с гибкими функциями масштабирования и функциями автоматического измерения они отлично подходят для такого применения. Наряду с тем, что частоты переключения резонансного преобразователя LLC находятся в диапазоне, который составляет всего примерно 100 кГц, в связи с малым временем нарастания/спада для переключателей возникает необходимость в широкой полосе измерения. Высоковольтные дифференциальные пробники, такие как R&S®RT-ZHD, обеспечивают полосу пропускания до 200 МГц, что делает их идеально подходящими для такого применения. Они также обеспечивают широкий диапазон компенсации постоянного смещения независимо от осциллографа, что делает их ценными приборами для измерения напряжения пульсации в канале постоянного тока.
Резонансный преобразователь LLC, состоящий из каскада PFC и действующего преобразователя LLC
Коммерчески доступный источник питания с напряжением в диапазоне от 24 до 230 В постоянного тока для промышленного применения используется в качестве испытуемого устройства (ИУ). Преобразователь LLC состоит из каскада коррекции коэффициента мощности (PFC) и действующего преобразователя LLC (см. рис. ниже).
Измерение выполняется с помощью осциллографа R&S®RTO2000. Результаты показаны на приведенном ниже рисунке. Два высоковольтных дифференциальных пробника R&S®RT-ZHD16 используются для измерения VGS и VDS для Q1 (желтый и зеленый цвета). Пусковой ток измеряется с помощью пробника тока R&S®RT-ZC20B, а выходное напряжение измеряется с помощью пассивного пробника R&S®RT-ZP10 (оранжевый и синий цвета). Электронная нагрузка регулирует обеспечиваемую выходную мощность. Результат измерения зависимости частоты от времени VGS отображается фиолетовым цветом.
Длительная запись позволяет одновременно оценивать поведение при запуске и переходе в режим непрерывного выполнения. На фазе запуска (2) драйвер для управления стробом начинает работать на более высоких частотах (показывается с помощью функции отслеживания на фиолетовом фоне), регулируя коэффициент усиления преобразователя LLC. Вместе с тем контроллер драйвера для управления стробом вставляет зазоры, на которые указывает близкая к нулю частота переключения. Пусковой ток (оранжевый цвет) управляется контуром PFC, тогда как выходное напряжение на этом этапе (4) возрастает до 24 В (синий цвет). Фаза запуска заканчивается достижением установившегося состояния. Начальная частота и схема контура управления влияют на время, необходимое для достижения установившегося состояния.
В непрерывном режиме (3), который наступает по истечении примерно 110 мс, частота бестрансформаторного двухтактного каскада (полумоста) показывает модуляцию с частотой 100 Гц. Это указывает на изменение состояния первичного выпрямителя в ИУ. Во время потребления заряда конденсаторной батареи с понижением синусоидальной полуволны на резонансный преобразователь LLC подается меньшее напряжение. В связи с этим необходимо регулировать частоту переключения для изменения коэффициента усиления контура с целью обеспечения постоянного напряжения на выходе ИУ.
Для анализа поведения преобразователей мощности при запуске требуются осциллографы с глубокой памятью для захвата относительно длительных фаз запуска и решений по зондированию для безопасных измерений при высоких напряжениях. Полоса измерения имеет важное значение, так как переключение часто бывает очень кратковременным. На точку зондирования для VGS верхнего переключателя влияет синфазный сигнал. Необходимы высоковольтные дифференциальные пробники для подавления этого эффекта за счет высокой степени подавления синфазного сигнала (CMRR). Автоматизированные измерительные функции в сочетании с функцией отслеживания упрощают анализ одиночных событий (таких как включение питания) и обнаружение долговременных колебаний, таких как внутреннее колебание частоты 100 Гц.
Сопутствующие товары
