Разбирање и мерење на минливото време за обновување на напојување

Овој тип на датотека вклучува графики и шеми со висока резолуција кога е применливо.

Боб Золо, планер на производи, Оддел за енергија и енергија, Keysight Technologies
Времето за минливо обновување на напојувањето е спецификација на еднонасочно напојување. Опишува колку брзо напојувањето ќе се опорави од минливо оптоварување на излезот од напојувањето.   


Со идеално напојување кое работи со постојан напон, излезниот напон би останал на програмираната вредност без оглед на струјата што оптоварувањето ја вади од напојувањето. Меѓутоа, вистинското напојување не може да го одржи својот програмиран напон кога има брз пораст на струјата на оптоварување.


Како одговор на брзиот пораст на струјата, напонот на напојувањето ќе опадне додека јамката за повратни информации за регулирање на напојувањето не го врати напонот до програмираната вредност. Времето кое е потребно за вредноста да се врати на програмираната вредност е времето на минливо обновување на оптоварувањето (сл. 1).


Забележете дека ако минливиот момент на оптоварување-струја не е брз минлив, туку полека се крева или опаѓа, јамката за повратни информации за регулација на напојувањето ќе биде доволно брза за да го регулира и одржува излезниот напон без видлив минлив момент. Како што се зголемува брзината на рабовите на тековната преодна, таа ја надминува способноста на јамката за повратни информации за напојување да „одржува“ и да го одржува напонот константен, што резултира со минлив настан на оптоварување.


Electronicdesign Com Sites Electronicdesign com Поставени датотеки 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo F1
1. Времето на обновување на минливо оптоварување е времето „X“ за излезниот напон да се опорави и да остане во рамките на „Y“ миливолти од номиналниот излезен напон по промената на струјата на оптоварување од чекорот на засилувачот „Z“. „Y“ е специфицираниот опсег за обновување или опсег на таложење, а „Z“ е одредената промена на струјата на оптоварување, обично еднаква на рејтингот на струјата на целосно оптоварување на напојувањето.




Времето на минливо обновување на напојувањето се мери од почетокот на минливата струја на оптоварување до моментот кога напојувањето ќе се смири и повторно ќе ја достигне програмираната вредност. Но, секогаш кога ќе наведете „достигнува програмирана вредност“, мора да наведете во рамките на опсегот на толеранција. Така, времето за обновување на минливо оптоварување на напојувањето е одредено како време потребно за да се достигне опсегот на толеранција од одреден процент од програмираната вредност, одреден процент од номиналниот излез или дури и опсегот на толеранција на фиксен напон. Табелата покажува неколку примери на минливи спецификации за напојување.  


Гледајќи го напојувањето Keysight N7952A, можете да видите дека опсегот на толеранција на минливото време на обновување е наведен како 100 mV. Кога го мерите времето на минливо обновување, ако излезниот напон е 25 V, мора да измерите колку време е потребно напојувањето да се врати во рамките на ±100 mV околу 25 V.






Electronicdesign Com Sites Electronicdesign com Поставени датотеки 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo Table




Засилувачите на енергија даваат пример зошто е важно минливото време за обновување


Ајде да погледнеме пример на апликација каде што е важен минливиот одговор на еднонасочното напојување. При тестирање на засилувачите за напојување (PA) што се користат во мобилни уреди (како што се мобилни телефони или таблети), многу е важно напонот на еднонасочен пристрасност во уредот што се тестира (DUT) да остане на фиксен и стабилен напон. Ако напонот флуктуира или се промени за време на тестот, не се одржуваат соодветните услови за тестирање и добиените мерења на моќноста на RF на DUT нема да бидат точни.     


Во овој случај на ЗП, ситуацијата се влошува поради сегашниот профил. PA пренесува во импулси, и затоа ја повлекува струјата од еднонасочната пристрасност во импулсите. Овие импулси имаат брзи стапки на рабовите и затоа претставуваат значителни минливи оптоварувања на пристрасноста на еднонасочна струја. Секој пат кога PA ќе се вклучи, влече висока струја, што го влече надолу напојувањето со еднонасочна пристрасност. Напојувањето брзо ќе се опорави; меѓутоа, за време кога напојувањето реагира на минливото, неговиот напон не е на саканата вредност за тестот. Откако ќе се опорави напојувањето, PA ќе работи под правилни услови за тестирање и на тој начин ќе биде возможно да се направат соодветни мерења на моќноста на RF. 


Со оглед на тоа што милијарди PA се произведуваат и тестираат секоја година, пропусната моќ на тестот е критична. Ако напојувањето бавно се обновува, тоа го додава времето за тестирање на PA и затоа ја забавува пропусната моќ на тестот за производство. Според тоа, производителите на PA бараат напојувања за брзо обновување за да се осигураат дека можат да постигнат максимална пропусност на тестот за производство. Тие гледаат на спецификацијата за минливо време за обновување за да одредат која понуда ќе биде најдобра за нивната примена. Значи, продавачот на напојување треба да биде способен прецизно да го измери времето на минливо обновување на напојувањето за да им ја претстави најдобрата можна спецификација на производителите на PA.


Мерење на минливо време на закрепнување


Предизвикувачкиот дел од мерењето на времето за обновување на минливо оптоварување е одредувањето кога напонот влегува во опсегот на толеранција. Просечниот волтметар лесно може да измери дали излезниот напон на еднонасочна струја е во опсегот на толеранција. Сепак, тој е бавен инструмент и нема да може да зема примероци доволно брзо за да даде значајно мерење на времето со соодветна резолуција за да се каже колку брзо напонот влегол во опсегот на толеранција.


Гледајќи подалеку од просечниот волтметар, одредени волтметри со голема брзина можат да измерат десетици илјади отчитувања во секунда со доволно точност за да откријат кога напонот на напојувањето прецизно влегува во опсегот на толеранција. Еден таков пример е 34470A DMM на Keysight. Како што се подобруваат минливите времиња за обновување, овие волтметри, дури и снимаат податоци со брзина од 50 ksamples/s, стануваат премногу бавни за да го доловат брзото време за обновување.  


ОД НАШИТЕ ПАРТНЕРИ
2.7-V до 24-V, 2.7-mΩ, 15-A е-осигурувач со заштита од жешка размена, ±1.5% монитор на струја и приспособување. грешка mgmt
TPS25982 2.7-V до 24-V, 2.7mΩ, 15-A Smart eFuse - интегрирана заштита од Hot-Swap со 1.5% прецизен мониторинг на струјата на оптоварување и прилагодлив минлив…
WaveRunner 8000HD: Анализа со повеќе шини
Направете чувствителни мерења, како карактеризација на колапс на шините, со целосна доверба благодарение на високиот динамички опсег на WaveRunner 8000HD и 0.5%…
Опсегот би бил поразумна алатка за користење, бидејќи може лесно да ги долови и визуелизира многу брзите минливи настани. Сепак, просечниот опсег обично има 1%-3% вертикална точност и 8-битна резолуција. Следствено, се бори да обезбеди доволно вертикална прецизност и резолуција за прецизно лоцирање кога излезниот напон еднонасочен ќе го достигне тесниот опсег на толеранција. 


Со ставање на опсегот во наизменична спојка, се обидувате да зумирате на опсегот на толеранција. Сепак, ќе се воведе грешка бидејќи пост-минливиот наталожен еднонасочно ниво ќе биде искривено поради наизменичната спојка. Ова би можело да го отежне прецизното идентификување на пост-минливиот еднонасочно ниво во рамките на опсегот на толеранција бидејќи намирениот еднонасочен напон се „симнува“ од наизменичната спојка.


Друга опција би била да се остави опсегот во еднонасочна спојка, но да се користи голема поместување на еднонасочна струја на опсегот за да се зумира опсегот на толеранција. Ова добро функционира со еднонасочни излези на ниво од 0- до 10-V, но како што се искачува излезот на еднонасочна струја, мора да се искачи и поместувањето на еднонасочната струја. Со големи поместувања на еднонасочна струја, минималните волти/поделби исто така мора да се зголемат за да се поддржи големото поместување на еднонасочна струја, што резултира со помала резолуција на мерењето на опсегот на толеранција.  


За напојувања со поширок опсег на толеранција на напон, може да се користат копчиња за да се направат овие мерења. Всушност, осцилоскопите Keysight нудат вграден софтвер за анализа на моќност кој врши минливи мерења на одговор преку операции со клуч на рака (проверете www.keysight.com/find/scopes-power). Опсегот со највисоки перформанси, со резолуција од 10 или 12 бита, имаат поголема флексибилност и понапредни предни краеви, што им овозможува да ги прават овие мерења дури и за тесни опсези на толеранција на напон. Сепак, овие опсези не се толку вообичаени на просечната лабораториска клупа.


Electronicdesign Com Sites Electronicdesign com Поставени датотеки 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo F3
2. Оваа слика од екранот од Keysight IntegraVision Power Analyzer покажува мерење на напон-преодно време за обновување.




За напојувања со тесни опсези на толеранција на напон, анализаторот за квалитет на моќност со високи перформанси може да го направи ова мерење - под услов да има способност за мерење со еден истрел. Потребно е мерење со еден истрел бидејќи минливиот е настан со еден истрел предизвикан од растечкиот раб на тековниот пулс. Алтернативно, ако можете да генерирате повторувачки минлив тек на оптоварување-струја, како што е квадратен бран каде струјата скока помеѓу високите и ниските вредности на струјата, можете да користите анализатор на моќност без мерење со еден истрел за да го снимите повторениот минлив настан.  


Анализаторите за моќност со високи перформанси имаат подобра од 0.1% вертикална точност, 16-битна резолуција и брзина на дигитализација од 1 Msample/s или повеќе. Оваа комбинација на брза дигитализација и прецизно мерење на напон ви овозможува лесно да го измерите минливиот одговор на оптоварувањето на напојувањето и да идентификувате кога е достигнат тесниот опсег на толеранција. Бидејќи анализаторот на моќност може директно да ги мери напонот и струјата без сонди, можете брзо да го поставите ова мерење да се активира од растечкиот раб на струјата и потоа да го измерите времето за враќање на напонот.  


Еден анализатор на моќност со оваа способност е IntegraVision Power Analyzer (сл. 2), кој обезбедува дигитализирање со единечна снимка од 5-Msample/s со 16 бита истовремено и на напон и на струја, со основна точност од 0.05%, сето тоа прикажано на голем екран на допир во боја . Мерењето се врши на напојување од 10 V што се пулсира помеѓу 2А и 8А. Неговиот минлив опсег за обновување е ± 100 mV.


Користејќи ги двата Y маркери на IntegraVision, можете да ги идентификувате горниот дел (10.1 V) и дното (9.9 V) на опсегот за толеранција на напон. Потоа, со двата X маркери, можете да идентификувате кога транзиентот започнува на тековната бранова форма со маркерот X1 и кога напонот влегува во опсегот на толеранција со маркерот X2. Временската разлика помеѓу X1 и X2 е минливото време на опоравување, измерено како 90.4 μs.

Остави порака 

Список со пораки