Les convertisseurs résonnant LCC atteignent des niveaux d'efficacité très élevés sur fait de la souple. Cependant, lors de la phase de mise sous tension, un tel convertisseur pourrait se comporter différemment jusqu'à ce que le contrôleur ait atteint un état stable. La mesure du courant de démarrage et du temps de mise sous tension garantie qu'ils soient dans les normes et qu'ils correspondent à la fiche technique.
La vérification du comportement du convertisseur de puissance dans diverses conditions, comme des changements de charge et la mise sous tension, sont des tâches importantes pour garantir une utilisation fiable dans l'application. Les courants de démarrage et les temps de mise sous tension sont des paramètres critiques. Si le courant de démarrage dépasse certains niveaux, les fusibles de l'installation électrique du réseau pourraient sauter. Le temps de mise sous tension est généralement une spécification importante d'un convertisseur DC / DC.
La durée typique d'une mise sous tension pour un convertisseur de puissance peut être assez longue, souvent plusieurs centaines de ms. Un oscilloscope doté d'une mémoire profonde est nécessaire pour capturer de tels intervalles de temps et encore avoir suffisamment de résolution temporelle pour visualiser le comportement de la commutation en détail. Les oscilloscopes R&S®RTM3000, R&S®RTA4000, R&S®RTE1000 et R&S®RTO2000 proposent des mémoires d'acquisition jusqu'à 200 Méchantillons ou 1 Géchantillons. Combinés avec leurs fonctions de mesures automatiques et de zoom flexible, ils correspondent au choix parfait pour ces applications. Alors que les fréquences de commutation d'un convertisseur LLC résonnant appartiennent à une gamme de seulement quelques centaines de kHz, les temps de montée / descente rapides de commutation nécessitent une bande passante de mesure élevée. Des sondes différentielles haute tension telles que les R&S®RT-ZHD proposent des bandes passantes jusqu'à 200 MHz, ce qui en fait les outils parfaits pour ce type d'application. Elles fournissent également une gamme de compensation d'offset particulièrement élevée, indépendante de l'oscilloscope, les rendant parfaitement adaptées pour les mesures de tensions d'ondulation en liaison DC.
Convertisseur LLC résonnant composé de l'étage PFC et du convertisseur LLC actuel
Une alimentation 230 V à 24 V DC disponible dans le commerce pour les applications industrielles est utilisée en tant que dispositif sous test (DUT). Le convertisseur LLC se compose d'un étage de correction du facteur de puissance (PFC) et du convertisseur LLC actuel (voir la figure ci-dessous).
La mesure est réalisée avec un oscilloscope R&S®RTO2000. Les résultats sont indiqués dans la figure ci-dessous. Deux sondes différentielles haute tension R&S®RT-ZHD16 sont utilisées pour mesurer VGS et VDS de Q1 (jaune et vert). Le courant de démarrage est mesuré avec une sonde de courant R&S®RT-ZC20B, et la tension de sortie avec une sonde passive R&S®RT-ZP10 (orange et bleu). Une charge électronique régule la puissance de sortie délivrée. Une mesure de fréquence en fonction du temps de VGS est illustrée en violet.
La grande longueur d'enregistrement permet l'évaluation simultanée du comportement de démarrage et de la transition vers le mode continu. Pendant la phase de démarrage (2), la commande de porte démarre à des fréquences plus élevées (indiquées avec la fonction de suivi en violet) pour réguler le gain du convertisseur LLC. Cependant, le contrôleur de la commande de porte insère des espaces, qui sont indiqués par une fréquence de commutation proche de zéro. Le courant de démarrage (orange) est contrôlé par le circuit PFC, alors que la tension de sortie augmente jusqu'à 24 V (bleu) dans cette phase (4). Un état stable est obtenu après la phase de démarrage. La fréquence de démarrage et la boucle de contrôle influencent la durée nécessaire pour atteindre un état stable.
En mode continu (3), qui est obtenu après environ 110 ms, la fréquence du circuit de commutation du pôle totémique (demi-pont) indique une modulation de 100 Hz. Cela indique des variations du redresseur primaire dans le dispositif sous test. Pendant la consommation de la charge emmagasinée de la capacité dans l'onde semi-sinusoïdale décroissante, la tension fournie au convertisseur LLC résonnant est moindre. Par conséquent, la fréquence de commutation doit être ajustée pour faire varier le gain du circuit, afin de délivrer une tension DC constante à la sortie du dispositif sous test.
L'analyse du comportement au démarrage des convertisseurs de puissance nécessite des oscilloscopes dotés d'une mémoire profonde, afin de capturer des phases de démarrage relativement longues et proposer des solutions de sondage dédiées aux mesures sécurisées sur les hautes tensions. La bande passante de mesure est importante car les temps de commutation sont souvent très courts. Le point de sondage pour la tension VGS du côté haut de la commutation est affecté par le mode commun. Des sondes différentielles haute tension sont nécessaires pour supprimer cet effet via un taux de réjection de mode commun (CMRR) adapté. Les fonctions de mesures automatisées, associées à la fonction suiveur, facilitent l'analyse des événements uniques (telle que la mise sous tension) et révèlent les variations “sur le long terme” telles que la variation interne de 100 Hz.
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