Testen von Leistungselektronik

Leistungselektroniktests

Leistungselektroniktests meistern

Führende Lösungen zum Testen Ihrer Leistungselektronik-Designs

Das Leistungselektroniksystem auf einer digitalen Verarbeitungsplatine steht vor Herausforderungen, die denen von Logikschaltungen ähnlich, aber doch verschieden sind. Diese Herausforderungen erfordern Kompromisse, die sich auf die Designentscheidungen auswirken. Halbleiter mit großer Bandlücke wie Galliumnitrid (GaN) und Siliziumkarbid (SiC) in Leistungselektronikwandlern ermöglichen eine:

  • Größenreduzierung der Stromversorgung
  • Verringerung von Schaltverlusten
  • Erhöhung des Wirkungsgrads

Allerdings führen die verwendeten höheren Schaltfrequenzen auch zu einem erhöhten Potenzial für parasitäre Effekte im Leistungswandler.

Herausforderungen bei Entwicklung und Tests von Leistungselektronik

  • Durch die Erhöhung der Arbeitsfrequenzeines Schaltnetzteils können die Induktionsstromwelligkeit, die Ausgangsspannungswelligkeit und die Kapazität sowie die Größe reduziert werden. Allerdings nehmen auch Energieverlust und Wärmeentwicklung des Netzteils, Wechselwirkungen zwischen High- und Low-Side-Transistoren und Shoot-Through zu.
  • Zu starkes Rauscheneines Netzteils ist eine der Hauptursachen für elektromagnetische Störaussendungen.
  • Kompakte Layouts, die mit höheren Temperaturen und thermischen Schwankungen verbunden sind, können zu Fehlernbei Bauteilen wie Reglern, Verstärkern und Wandlern führen.
  • Kleinere Spannungen bedingen niedrigere Toleranzenund höhere Präzisionsanforderungen. Der Versorgungsbaum wird komplexer und muss eine Vielzahl von Spannungen für verschiedene Stromversorgungsbereiche unterstützen, sodass mehr Stromschienen erforderlich sind, um alle Schaltungspins zu erreichen.
  • Dünnere Gleichspannungsschienensind eine Möglichkeit, ein Layout kompakter zu gestalten und dessen Komplexität in den Griff zu bekommen. Sie sind jedoch anfälliger für Überhitzung und höhere Induktivität.

Gewährleistung der Zuverlässigkeit leistungselektronischer Schaltungen

Zuverlässigkeit ist eine kritische Anforderung an leistungselektronische Schaltungen. Versagt die Leistungsschaltung, funktioniert auch das Gerät nicht. Ein hoher Wirkungsgrad zur Minimierung von Energieverlusten, die zu Wärmeerzeugung führen, trägt zur Zuverlässigkeit bei. Selbst die effizientesten Leistungselektronikschaltungen erzeugen Wärme – daher sind eine gut konzipierte Wärmeableitung und eine geeignete Materialauswahl unerlässlich. Leistungselektronikschaltungen müssen außerdem die EMI-Anforderungen erfüllen; Emissionen beeinflussen nicht nur das Gerät selbst, sondern auch alle benachbarten Geräte.

Leistungselektronik-Testlösungen von Rohde & Schwarz

Analyse des Schaltverhaltens

Beinhaltet Grundlagen von AC-DC-Wandlern, Tests auf Zuverlässigkeit bei der Entwicklung von Leistungswandlern sowie Verifizierungsmethoden für die elektrische Isolierung zwischen Eingang und Ausgang in AC-DC-Wandlern.

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Regelkreisanalyse

Ein Netzteil muss trotz wechselnder Gerätelast einen konstanten Ausgangspegel aufrechterhalten. Ein Bode-Diagramm ist das Werkzeug der Wahl für die Analyse von Netzteilregelkreisen.

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EMV-Fehlersuche

Das Erkennen, Analysieren und Beseitigen von Ursachen elektromagnetischer Störungen (EMI) zu einem frühen Zeitpunkt im Entwicklungsprozess ist der sicherste Weg, um einen EMI-Konformitätstest erfolgreich zu bestehen. Zudem lassen sich so Redesigns, Verzögerungen und zusätzliche Kosten in der Spätphase des Projekts am besten vermeiden.

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Leistungsaufnahme

Bei batteriebetriebenen Geräten ist die Batterielaufzeit ein entscheidender Designaspekt. Die Minimierung des Stromverbrauchs ist für batteriebetriebene Geräte von zentraler Bedeutung, darf aber auch bei netzbetriebenen Geräten nicht vernachlässigt werden.

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Power Integrity

Die Analyse der Performance des Power Delivery Networks auf einer Leiterplatte ist ein wesentlicher Teil des Schaltungsentwurfsprozesses.

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Designverifizierung

Das dynamische Verhalten während des Anlaufs und die Auswirkungen von Laständerungen machen komplexere Prüfmittel notwendig.

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USB 3.2 Gen 1&2 transmitter and receiver compliance approved by the USB-IF

Rohde & Schwarz approved by USB-IF for USB 3.2 Gen 1 & Gen 2 transmitter and receiver compliance testing

The USB Implementers Forum (USB-IF) has approved the USB 3.2 Gen 1 & Gen 2 transmitter and receiver compliance test solution from Rohde & Schwarz, confirming that it meets the stringent requirements set by the standardization body. Manufacturers of USB devices preparing for official USB-IF certification can have full confidence in the accuracy and reliability of the test results produced by the test solution.

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