Power Analyzer consente di misurare tutti gli aspetti dei dispositivi di alimentazione in modalità commutata in un unico strumento software altamente integrato, come mostrato nella Figura 1.
Un esempio dell'opzione Power Analyzer con una scelta di Device, Control Loop e Line Power Analysis
L'analisi del dispositivo come la perdita di potenza, la tensione di saturazione, l'azionamento del gate laterale alto, la resistenza di attivazione dinamica, l'area operativa sicura e altri sono facilmente eseguibili. L'analisi del ciclo di controllo (modulazione) fornisce strumenti per una facile comprensione della risposta del ciclo di controllo, come le prestazioni di avvio graduale o la risposta al gradino ai cambiamenti di linea e di carico.
L'analisi della potenza di linea consente test di pre-conformità semplici e rapidi alla norma EN 61000-3-2.
Power Analysis è una soluzione completa con un'ampia gamma di strumenti di misurazione e analisi. È dotato di:
L'analisi del dispositivo include la misurazione della perdita, l'area operativa sicura (SOA), la resistenza dinamica su (RD s [On]) e DV/dt e Di/dt.
La misurazione dell'attenuazione, come mostrato nella Figura 1, include l'identificazione automatica delle zone utilizzando sovrapposizioni di colori specifici per contrassegnare le regioni conduttrici e disattivate del funzionamento del dispositivo. Le perdite associate allo stato di commutazione, conduzione e spegnimento vengono misurate in modo indipendente e visualizzate insieme alla somma dei tipi di perdita selezionati. L'analisi della potenza include una propria tabella di visualizzazione delle misurazioni che consente di misurare contemporaneamente sia l'analisi convenzionale che l'analisi della potenza.
L'utilizzo di un oscilloscopio con una gamma dinamica a 12 bit semplifica la caratterizzazione delle misurazioni della regione di saturazione. La regione di saturazione è tipicamente un livello molto basso, dell'ordine di un Volt, che si alterna allo stato off dove la tensione può salire a diverse centinaia di Volt.
L'area operativa sicura è un altro aspetto della caratterizzazione del dispositivo e un esempio è mostrato nella Figura 2.
Un esempio di area operativa sicura
Il display dell'area operativa sicura traccia la tensione del dispositivo in funzione della corrente. Mostra il comportamento all'interno del circuito del dispositivo in prova, rivelando eventuali transizioni vicino ai limiti di tensione, corrente e potenza di picco.
La dinamica del loop di un dispositivo di alimentazione in modalità commutata può essere valutata utilizzando l'analisi del loop di controllo del software Power Analysis, come mostrato nella Figura 3
L'analisi ad anello chiuso della forma d'onda del gate drive per un alimentatore in modalità commutata mostra la variazione dell'ampiezza dell'impulso del gate drive in risposta a un cambiamento nel carico dell'alimentatore
L'analisi dell'anello di controllo studia la variazione dei parametri dell'anello di retroazione della potenza in modalità commutata. Traccia la variazione dell'ampiezza dell'impulso, del duty cycle, del periodo o della frequenza. Nella Figura 3 il dispositivo in prova è un alimentatore che utilizza la modulazione dell'ampiezza dell'impulso come metodo di controllo. Il grafico ad anello chiuso (CL) mostra la variazione della larghezza del controller PWM a causa di una variazione del carico dell'onda quadra di 7.5 Hz. Il grafico mostra la dinamica della variazione di larghezza ciclo per ciclo. Il parametro Width mostra una variazione da 100 ns (min) a 5 µs (max). Anche il ciclo di lavoro mostra una variazione simile.
Un aspetto importante di questo tipo di analisi è la lunghezza della memoria dell'oscilloscopio. La maggior parte delle variazioni di alimentazione richiedono molto tempo. Ad esempio, l'avvio potrebbe richiedere diversi secondi. La famiglia di oscilloscopi HDO supporta fino a 250 Mpts della memoria di acquisizione. Nella Figura 3 il tempo di acquisizione è di 200 ms di tempo in cui l'oscilloscopio sta ancora effettuando l'acquisizione a una frequenza di campionamento di 100 MS/s. La modalità di analisi finale dell'analizzatore di potenza è Line Power. Qui è possibile analizzare le armoniche di linea per verificare se sono conformi agli standard internazionali come EN 61000-3-2.
L'analisi delle armoniche di linea è illustrata nella Figura 4. Qui, oltre alla tensione e alla corrente di linea rispettivamente nei canali C1 e C2, vengono visualizzate le prime quaranta armoniche della corrente di linea a 60 Hz. La sovrapposizione blu mostra i livelli di conformità per EN 61000-3-2. La tabella in basso a destra del display elenca ciascuna di queste armoniche e include livello, frequenza e conformità allo standard.
Analisi della potenza di linea che mostra le armoniche della corrente di linea. La tabella in basso a destra elenca ciascuna delle 40 armoniche inclusa la frequenza e il livello
L'opzione Power Analyzer per gli oscilloscopi ad alta definizione HDO4000 e HDO6000 semplifica le modalità di misurazione della potenza. Le prestazioni del dispositivo di alimentazione mentre il dispositivo è in funzione in circuito possono essere analizzate senza richiedere dispositivi di prova appositamente progettati. La lunga memoria dell'HDO consente tempi di acquisizione dell'ordine di centinaia di millisecondi a frequenze di campionamento elevate per la ricerca di eventi insoliti durante le misurazioni.