كيفية قياس فقدان تحويل التيار الكهربائي باستخدام راسم الذبذبات الرقمي
مع تزايد الطلب على تحويل إمدادات الطاقة في العديد من الصناعات، من الضروري قياس وتحليل فقدان الطاقة للجيل القادم من تحويل إمدادات الطاقة. في هذا المجال التطبيقي، يمكن أن تساعدك ذبذبات الذبذبات الفلورية الرقمية من سلسلة TDS5000 أو TDS7000، مع برنامج قياس الطاقة TDSPWR2، على إكمال مهام القياس والتحليل المطلوبة بسهولة.
تتطلب بنية SMPS (Switch Mode PowerSupply) الجديدة تيارًا عاليًا ومنخفضًا للجهد للمعالجات ذات سرعة البيانات العالية ومستوى جيجا هرتز، مما يضيف ضغطًا جديدًا غير ملموس على مصممي أجهزة الطاقة من حيث الكفاءة وكثافة الطاقة والموثوقية والتكلفة. من أجل مراعاة هذه المتطلبات في التصميم، اعتمد المصممون بنيات جديدة مثل تقنية التصحيح المتزامن، وتصحيح مرشح الطاقة النشط، وزيادة تردد التبديل. تجلب هذه التقنيات أيضًا بعض التحديات الأعلى، مثل فقدان الطاقة المرتفع، والتبديد الحراري، والتداخل الكهرومغناطيسي/التداخل الكهرومغناطيسي المفرط على أجهزة التبديل.
أثناء الانتقال من حالة "إيقاف التشغيل" (التوصيل) إلى حالة "التشغيل" (إيقاف التشغيل)، ستواجه وحدة إمداد الطاقة خسائر كبيرة في الطاقة. يعد فقدان الطاقة عند تبديل الأجهزة في حالة "التشغيل" أو "إيقاف التشغيل" صغيرًا نسبيًا لأن التيار الذي يمر عبر الجهاز أو الجهد الكهربي الموجود على الجهاز صغير جدًا. يمكن للمحاثات والمحولات عزل جهد الخرج وتنعيم تيار الحمل. المحاثات والمحولات معرضة أيضًا لتأثير تردد التبديل، مما يؤدي إلى تبديد الطاقة وحدوث أعطال عرضية بسبب التشبع.
نظرًا للطاقة المتبددة داخل جهاز تحويل الطاقة، يتم تحديد الكفاءة الإجمالية للتأثير الحراري لمصدر الطاقة. ولذلك، فإن قياس فقدان الطاقة لجهاز التبديل والمحث/المحول هو عمل قياس مهم للغاية. يمكن لهذا القياس قياس كفاءة الطاقة والتبديد الحراري.
مع تزايد الطلب على تحويل إمدادات الطاقة في العديد من الصناعات، من الضروري قياس وتحليل فقدان الطاقة للجيل القادم من تحويل إمدادات الطاقة. في هذا المجال التطبيقي، يمكن أن تساعدك ذبذبات الذبذبات الفلورية الرقمية من سلسلة TDS5000 أو TDS7000، مع برنامج قياس الطاقة TDSPWR2، على إكمال مهام القياس والتحليل المطلوبة بسهولة.
تتطلب بنية SMPS (Switch Mode PowerSupply) الجديدة تيارًا عاليًا ومنخفضًا للجهد للمعالجات ذات سرعة البيانات العالية ومستوى جيجا هرتز، مما يضيف ضغطًا جديدًا غير ملموس على مصممي أجهزة الطاقة من حيث الكفاءة وكثافة الطاقة والموثوقية والتكلفة. من أجل مراعاة هذه المتطلبات في التصميم، اعتمد المصممون بنيات جديدة مثل تقنية التصحيح المتزامن، وتصحيح مرشح الطاقة النشط، وزيادة تردد التبديل. تجلب هذه التقنيات أيضًا بعض التحديات الأعلى، مثل فقدان الطاقة المرتفع، والتبديد الحراري، والتداخل الكهرومغناطيسي/التداخل الكهرومغناطيسي المفرط على أجهزة التبديل.
أثناء الانتقال من حالة "إيقاف التشغيل" (التوصيل) إلى حالة "التشغيل" (إيقاف التشغيل)، ستواجه وحدة إمداد الطاقة خسائر كبيرة في الطاقة. يعد فقدان الطاقة عند تبديل الأجهزة في حالة "التشغيل" أو "إيقاف التشغيل" صغيرًا نسبيًا لأن التيار الذي يمر عبر الجهاز أو الجهد الكهربي الموجود على الجهاز صغير جدًا. يمكن للمحاثات والمحولات عزل جهد الخرج وتنعيم تيار الحمل. المحاثات والمحولات معرضة أيضًا لتأثير تردد التبديل، مما يؤدي إلى تبديد الطاقة وحدوث أعطال عرضية بسبب التشبع.
نظرًا للطاقة المتبددة داخل جهاز تحويل الطاقة، يتم تحديد الكفاءة الإجمالية للتأثير الحراري لمصدر الطاقة. ولذلك، فإن قياس فقدان الطاقة لجهاز التبديل والمحث/المحول هو عمل قياس مهم للغاية. يمكن لهذا القياس قياس كفاءة الطاقة والتبديد الحراري.
حساب فقدان الطاقة للمكونات الكهرومغناطيسية
طريقة أخرى يمكن أن تقلل من فقدان الطاقة تتعلق بالنواة المغناطيسية. من مخططات دوائر AC/DC و DC/DC النموذجية، فإن المحاثات والمحولات هي مكونات أخرى تبدد الطاقة، وبالتالي لا تؤثر على كفاءة الطاقة فحسب، بل تسبب أيضًا تبديدًا حراريًا.
عادةً ما يستخدم اختبار المحاثات LCR. يستخدم LCR موجة جيبية كإشارة اختبار. في جهاز تحويل إمداد الطاقة، سيتم تحميل المحرِّض بإشارات تحويل ذات جهد عالٍ وتيار عالٍ، لكن لا تكون أي منها إشارات جيبية. لذلك، يحتاج مصممو أجهزة الطاقة إلى مراقبة الخصائص السلوكية للمحاثات أو المحولات داخل جهاز الطاقة الفعلي. ولذلك، فإن الاختبار باستخدام LCR قد لا يعكس الوضع الفعلي.
الطريقة الفعالة لمراقبة خصائص النوى المغناطيسية هي من خلال منحنى BH، حيث يمكن لمنحنى BH أن يكشف بسرعة عن الخصائص السلوكية للمحاثات داخل جهاز إمداد الطاقة. يتيح لك TDSPWR2 إجراء تحليل BH بسرعة باستخدام راسم الذبذبات المختبري دون الحاجة إلى أدوات متخصصة باهظة الثمن.
أثناء فترات التشغيل وفترات الحالة المستقرة لجهاز إمداد الطاقة، تتمتع المحاثات والمحولات بخصائص سلوكية مختلفة. في السابق، لعرض ميزات BH وتحليلها، كان على المصممين التقاط الإشارة أولاً ثم إجراء مزيد من التحليل على جهاز كمبيوتر شخصي. الآن، يمكنك إجراء تحليل BH مباشرة على راسم الذبذبات من خلال TDSPWR2 لمراقبة الخصائص السلوكية للمحث في الوقت الفعلي. عند إجراء تحليل متعمق، يمكن أن يوفر TDSPWR2 أيضًا روابط المؤشر بين مخططات BH والبيانات الملتقطة على راسم الذبذبات.
