Измерения основных параметров активных силовых ключей в импульсных схемах питания

Импульсные транзисторные схемы теряют энергию в режиме переключения из-за процессов заряда/разряда паразитных емкостей и индуктивностей. Эти потери в импульсных силовых схемах необходимо минимизировать для обеспечения высокого КПД источника и снижения разогрева элементов схемы.

Задача трудна тем, что паразитные емкости в силовых транзисторах часто являются нелинейными и сильно зависят от режима работы ключа и текущего напряжения на соответствующих p-n переходах.

Перед разработчиками импульсных ключевых схем питания стоят задачи измерений потерь мощности в каждом цикле на включение (Turn-ON loss), выключение (Turn-OFF loss), потерь из-за ненулевого динамического сопротивления (RDSon) открытого ключа.

Можно предложить 2 уровня решения этой измерительной задачи:

Бюджетный:

На базе осциллографа Tektronix серии TPS2000 c опцией TPS2PWR1 или осциллографа серии TDS3000C c модулем TDS3AAM или осциллографов серии MSO/DPO4000 или DPO3000.

Обеспечивает измерение в ручном режиме (с помощью курсоров):

• потерь на переключение,
• области безопасной работы в осях "ток-напряжение"
• динамического сопротивления (dv/dt, di/dt)

Полное решение:

На базе осциллографов серии: TDS5000B или TDS7000(B) опцией TDSPWR3 или DPO7000 с опцией DPOPWR3

Обеспечивает измерение в автоматическом режиме:

• потерь на переключение,
• области безопасной работы в осях ток-напряжение
• динамического сопротивления (dv/dt, di/dt)
• анализ модуляций

Кроме этого решение на базе TDS/DPOPWR дополнительно обеспечивает измерения качества сетевого электропитания, соответствия на электросовместимость, тестирование пассивных магнитных элементов…

• Статья: "Основы измерения и анализа электрической мощности в силовых схемах" (англ.)
• Статья: "Введение в измерение мощности с помощью осциллографов" (англ.)