วิธีใช้ออสซิลโลสโคปแบบดิจิตอลเพื่อทดสอบแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
ออสซิลโลสโคปและการวัดกำลัง
สำหรับผู้ที่คุ้นเคยกับการวัดแบนด์วิธสูงด้วยออสซิลโลสโคป การวัดแหล่งจ่ายไฟอาจทำได้ง่ายเนื่องจากมีความถี่ค่อนข้างต่ำ ในความเป็นจริง มีความท้าทายมากมายในการวัดกำลังที่นักออกแบบวงจรความเร็วสูงไม่เคยต้องเผชิญ
สวิตช์เกียร์ทั้งหมดอาจมีไฟฟ้าแรงสูงและ "ลอย" นั่นคือไม่ได้เชื่อมต่อกับกราวด์ ความกว้างพัลส์ คาบ ความถี่ และรอบการทำงานของสัญญาณจะเปลี่ยนไปทั้งหมด ต้องจับรูปคลื่นและวิเคราะห์อย่างเที่ยงตรงเพื่อค้นหาความผิดปกติใดๆ ในรูปคลื่น นี่เป็นความต้องการออสซิลโลสโคป โพรบหลายตัว – โพรบปลายเดียว โพรบดิฟเฟอเรนเชียล และโพรบกระแสล้วนจำเป็น เครื่องมือต้องมีหน่วยความจำขนาดใหญ่เพื่อให้พื้นที่บันทึกสำหรับผลลัพธ์การรับความถี่ต่ำในระยะยาว และอาจจำเป็นต้องจับสัญญาณที่แตกต่างกันซึ่งมีแอมพลิจูดที่แตกต่างกันอย่างมากในการได้มาเพียงครั้งเดียว
พื้นฐานของการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
สถาปัตยกรรมพลังงาน DC ที่โดดเด่นในระบบสมัยใหม่ส่วนใหญ่คือแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง (แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง) ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในด้านความสามารถในการจัดการกับโหลดที่เปลี่ยนแปลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ เส้นทางสัญญาณไฟของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งทั่วไปประกอบด้วยส่วนประกอบแบบพาสซีฟ ส่วนประกอบที่ทำงานอยู่ และส่วนประกอบแม่เหล็ก แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งใช้ส่วนประกอบที่สูญเสียน้อยที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ (เช่น ตัวต้านทานและทรานซิสเตอร์เชิงเส้น) และส่วนใหญ่จะใช้ส่วนประกอบที่ไม่มีการสูญเสีย (ตามหลักการแล้ว) ได้แก่ ทรานซิสเตอร์สวิตชิ่ง ตัวเก็บประจุ และส่วนประกอบแม่เหล็ก
อุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งยังมีส่วนควบคุม ซึ่งรวมถึงตัวควบคุมการมอดูเลตความกว้างพัลส์ ตัวควบคุมการมอดูเลตความถี่พัลส์ และลูปป้อนกลับ 1 และส่วนประกอบอื่นๆ ส่วนควบคุมอาจมีแหล่งจ่ายไฟของตัวเอง รูปที่ 1 เป็นแผนผังอย่างง่ายของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ซึ่งแสดงส่วนการแปลงพลังงาน รวมถึงอุปกรณ์แอคทีฟ อุปกรณ์พาสซีฟ และส่วนประกอบแม่เหล็ก
เทคโนโลยีการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งใช้อุปกรณ์สวิตชิ่งเซมิคอนดักเตอร์กำลัง เช่น ทรานซิสเตอร์สนามแม่เหล็กออกไซด์ของโลหะ (MOSFET) และทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์เกตแบบหุ้มฉนวน (IGBT) อุปกรณ์เหล่านี้มีเวลาเปลี่ยนสั้นและสามารถทนต่อแรงดันไฟกระชากที่ไม่เสถียรได้ ที่สำคัญไม่แพ้กันคือใช้พลังงานน้อยมาก มีประสิทธิภาพสูง และสร้างความร้อนต่ำ ไม่ว่าจะอยู่ในสถานะเปิดหรือปิด อุปกรณ์สวิตชิ่งจะกำหนดประสิทธิภาพโดยรวมของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งในระดับสูง การวัดค่าหลักของอุปกรณ์สวิตชิ่งได้แก่: การสูญเสียการสวิตชิ่ง การสูญเสียพลังงานโดยเฉลี่ย พื้นที่การทำงานที่ปลอดภัย และอื่นๆ
