วิธีและขั้นตอนในการทดสอบแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งโดยใช้ออสซิลโลสโคปแบบดิจิทัล
การวัดออสซิลโลสโคปและแหล่งจ่ายไฟ
สำหรับผู้ที่คุ้นเคยกับการใช้ออสซิลโลสโคปในการวัดแบนด์วิธสูง การวัดกำลังอาจทำได้ง่ายเนื่องจากความถี่ค่อนข้างต่ำ ในความเป็นจริง ยังมีความท้าทายมากมายที่นักออกแบบวงจรความเร็วสูงไม่เคยต้องเผชิญในการวัดกำลัง
แรงดันไฟฟ้าของสวิตช์เกียร์ทั้งหมดอาจสูงและลอยอยู่ ซึ่งหมายความว่าไม่ได้ต่อสายดิน ความกว้างพัลส์ คาบ ความถี่ และรอบการทำงานของสัญญาณจะแตกต่างกันไป จำเป็นต้องจับภาพและวิเคราะห์รูปคลื่นตามความเป็นจริง และตรวจจับความผิดปกติใดๆ ในรูปคลื่น ข้อกำหนดสำหรับออสซิลโลสโคปเป็นที่ต้องการ โพรบหลายตัว - ต้องใช้โพรบปลายเดียว โพรบดิฟเฟอเรนเชียล และโพรบกระแสไฟฟ้าพร้อมกัน เครื่องมือจะต้องมีหน่วยความจำขนาดใหญ่เพื่อให้พื้นที่บันทึกสำหรับผลการรับความถี่ต่ำในระยะยาว และอาจจำเป็นต้องจับสัญญาณที่แตกต่างกันโดยมีความแตกต่างของแอมพลิจูดที่มีนัยสำคัญในการได้มาเพียงครั้งเดียว
พื้นฐานของการสลับพาวเวอร์ซัพพลาย
สถาปัตยกรรมแหล่งจ่ายไฟ DC กระแสหลักในระบบที่ทันสมัยที่สุดคือแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง (SMPS) ซึ่งเป็นที่รู้จักกันดีในด้านความสามารถในการรับมือกับโหลดที่เปลี่ยนแปลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ เส้นทางสัญญาณไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งทั่วไปประกอบด้วยส่วนประกอบแบบพาสซีฟ ส่วนประกอบที่ทำงานอยู่ และส่วนประกอบแม่เหล็ก แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งควรลดการใช้ส่วนประกอบที่สูญเสีย เช่น ตัวต้านทานและทรานซิสเตอร์เชิงเส้นให้เหลือน้อยที่สุด และใช้ส่วนประกอบที่ไม่มีการสูญเสีย (ตามหลักการ) เป็นหลัก เช่น ทรานซิสเตอร์สวิตชิ่ง ตัวเก็บประจุ และส่วนประกอบแม่เหล็ก
อุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งยังมีส่วนควบคุม ซึ่งรวมถึงส่วนประกอบต่างๆ เช่น ตัวควบคุมการมอดูเลตความกว้างพัลส์ ตัวควบคุมการมอดูเลตความถี่พัลส์ และลูปป้อนกลับ 1 ส่วนควบคุมอาจมีแหล่งจ่ายไฟของตัวเอง รูปที่ 1 เป็นแผนผังอย่างง่ายของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ซึ่งแสดงส่วนการแปลงพลังงาน รวมถึงอุปกรณ์แอคทีฟ อุปกรณ์พาสซีฟ และส่วนประกอบแม่เหล็ก
เทคโนโลยีการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งใช้อุปกรณ์สวิตชิ่งเซมิคอนดักเตอร์กำลัง เช่น ทรานซิสเตอร์สนามแม่เหล็กออกไซด์ของโลหะ (MOSFET) และทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์เกตแบบหุ้มฉนวน (IGBT) อุปกรณ์เหล่านี้มีเวลาเปลี่ยนสั้นและสามารถทนต่อแรงดันไฟกระชากที่ไม่เสถียรได้ ที่สำคัญไม่แพ้กันคือใช้พลังงานน้อยมากทั้งในสถานะเปิดและปิด โดยมีประสิทธิภาพสูงและสร้างความร้อนต่ำ อุปกรณ์สวิตชิ่งส่วนใหญ่จะกำหนดประสิทธิภาพโดยรวมของสวิตชิ่งจ่ายไฟ การวัดค่าหลักของอุปกรณ์สวิตช์ ได้แก่: การสูญเสียการสลับ การสูญเสียพลังงานโดยเฉลี่ย พื้นที่ทำงานที่ปลอดภัย และอื่นๆ
