Безопасная отладка встраиваемых источников питания

Встраиваемые источники питания помимо компонентов традиционных источников содержат различные датчики, логические схемы обработки и управления и цифровые интерфейсы связи. В испытательном оборудовании для отладки должны быть предусмотрены изолированные входные каналы для измерений опасных напряжений. Дополнительные цифровые каналы поддерживают анализ цифровых сигналов, поскольку возможности запуска и декодирования очень важны для мониторинга с временной корреляцией интерфейсов связи на основе последовательных протоколов.

safe-debugging-embedded-power-supplies_ac_3607-3597-92_01.png

Задача

Требуется оценить работу встроенного источника питания с преобразованием переменного тока в постоянный, состоящего из двух программируемых преобразователей. Во время включения источника питания требуется контролировать входные и выходные сигналы преобразователей, коррелированные по времени с основанным на протоколе интерфейсе программирования и управления.

Контрольно-измерительное решение

Портативный цифровой осциллограф R&S®Scope Rider сочетает в себе преимущества изолированного портативного прибора с функциональными возможностями, которые прежде были доступны только в новейших лабораторных осциллографах.

Каждый входной канал с гальванической развязкой обеспечивает полосу пропускания до 500 МГц и возможности измерения в средах вплоть до CAT IV 600 В/CAT III 1000 В.

Кроме того, R&S®Scope Rider обладает возможностями логического анализатора и анализатора протоколов, что стало возможным благодаря восьми цифровым каналам (MSO) и различным опциям запуска по протоколу и декодирования (например, I2C или UART).

Высокая частота дискретизации вплоть до 5 млрд отсчетов/с позволяет анализировать детали сигнала, такие как быстрые переходы, с высоким разрешением. Благодаря высокой частоте обновления 50000 осциллограмм/с достигается быстрая фиксация редких сигнальных событий. Емкостной сенсорный экран обеспечивает интуитивно-понятное управление прибором.

Применение

Встраиваемые источники питания

Потребность в более эффективных источниках питания постоянно растет. Стимулируют развитие мобильные приложения, где важна экономия ресурса батарей, а также энергоемкая промышленность и системы хранения данных, где нужно быстро реагировать на изменения требований к энергоснабжению или гарантировать высокую надежность.

Встраиваемые источники питания содержат традиционные преобразователи переменного тока в постоянный или постоянного в постоянный, а также цифровые компоненты для мониторинга обработки данных и связи. Основная система может обмениваться данными со встроенным источником питания, чтобы настраивать и регулировать параметры или чтобы контролировать критически важные характеристики, такие как температура или состояние перегрузки.

Во встраиваемых источниках питания широко применяется интерфейс связи PMBus, основанный на физическом уровне двухпроводного интерфейса I2C.

Оценка встроенного источника питания с преобразованием переменного тока в постоянный

В следующем примере два высокоэффективных модуля преобразователей переменного тока в постоянный мощностью 500 Вт объединены в один источник питания. Оба модуля содержат независимые цифровые системы управления с поддержкой протокола PMBus на стандартной шине I2C в качестве интерфейса связи. Поскольку оба модуля имеют уникальные адреса I2C, отдельные команды PMBus можно отправлять в каждый модуль. В результате возможно удаленное конфигурирование модулей преобразователей, включая входные и выходные напряжения, распределение тока или максимальную выходную мощность. Также возможен углубленный контроль всего источника питания.

На первом этапе оценки анализируется режим работы источника питания при включении. Источник питания включается посредством команды I2C 80 h. Для оценки, вход 230 В перем. тока, два выхода +5,0 В и +12,0 В и сигнал «питание в норме» преобразователя, требуется контролировать с корреляцией во времени с командой программирования I2C

Измерительная установка с осциллографом R&S®Scope Rider

Для проведения обсуждаемых измерений входные каналы осциллографа R&S®Scope Rider соединяются с входом и выходами источника питания, а также с линией сигнала «питание в норме». Изолированные каналы прибора R&S®Scope Rider важны для защиты пользователя от опасного сетевого напряжения при измерении на первичной стороне преобразователей переменного тока в постоянный. Два цифровых канала опции MSO осциллографа R&S®Scope Rider соединяются с линиями сигналов синхронизации и данных I2C (I2C_SCL и I2C_SDA) и конфигурируются.

Затем декодирование протокола I2C настраивается для двух цифровых каналов.

Для фактического измерения выбирается событие запуска Start (Пуск) для сообщения I2C. С настроенным режимом запуска Single (Однократный) осциллограф R&S®Scope Rider реагирует на выданную пользователем команду I2C и фиксирует последовательность запуска источника питания, как показано на снимках экрана ниже.

На снимках экрана показаны плавные изменения двух выходных напряжений и сигнал «питание в норме», указывающий, что источник питания готов к работе. Дополнительные характеристики, такие как временная задержка плавных изменений на отдельных выходах относительно команды I2C, можно проверить с использованием курсоров или автоматизированных измерений.

Заключение

Портативный цифровой осциллограф R&S®Scope Rider — это превосходная производительность и высочайшие стандарты безопасности в сочетании с функциональными возможностями лабораторного контрольно-измерительного прибора, такими как опции MSO и синхронизации и декодирования протоколов.

safe-debugging-embedded-power-supplies_ac_3607-3597-92_02.png