Pag-unawa at Pagsukat ng Power-Supply Transient Recovery Time

Ang uri ng file na ito ay may kasamang mga graphics at iskema na may mataas na resolusyon kung naaangkop.

Bob Zollo, Product Planner, Power and Energy Division, Keysight Technologies
Ang power-supply transient recovery time ay ang detalye ng isang dc power supply. Inilalarawan nito kung gaano kabilis makakabawi ang power supply mula sa isang pansamantalang kondisyon ng pagkarga sa output ng power supply.   


Sa isang perpektong power supply na tumatakbo sa pare-pareho ang boltahe, ang output boltahe ay mananatili sa naka-program na halaga anuman ang kasalukuyang inilabas mula sa power supply ng load. Ang isang tunay na supply ng kuryente, gayunpaman, ay hindi maaaring mapanatili ang naka-program na boltahe nito kapag mayroong mabilis na pagtaas sa kasalukuyang load.


Bilang tugon sa mabilis na pagtaas ng kasalukuyang, ang boltahe ng power-supply ay bababa hanggang ang power-supply regulation feedback loop ay ibalik ang boltahe sa naka-program na halaga. Ang oras na aabutin para bumalik ang value sa naka-program na value ay ang load transient recovery time (Fig. 1).


Tandaan na kung ang load-current transient ay hindi isang mabilis na lumilipas, ngunit sa halip ay dahan-dahang tumataas o bumababa, ang power-supply regulation feedback loop ay magiging sapat na mabilis upang ayusin at mapanatili ang output boltahe nang walang anumang nakikitang lumilipas. Habang tumataas ang bilis ng gilid ng kasalukuyang lumilipas, lumalampas ito sa kakayahan ng loop ng feedback ng power-supply na "manatili" at hawakan ang pare-pareho ang boltahe, na nagreresulta sa isang kaganapang lumilipas na pagkarga.


Mga Site ng Electronicdesign Com Mga Upload na File ng Electronicdesign com 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo F1
1. Ang load-transient recovery time ay ang oras na "X" para mabawi ang output boltahe at manatili sa loob ng "Y" millivolts ng nominal na boltahe ng output kasunod ng pagbabago ng "Z" amp step sa load current. Ang "Y" ay ang tinukoy na recovery band o settling band, at ang "Z" ay ang tinukoy na pagbabago sa kasalukuyang load, karaniwang katumbas ng buong load current rating ng supply.




Ang power-supply transient recovery time ay sinusukat mula sa simula ng load-current transient hanggang sa kapag ang power supply ay tumira at muling umabot sa naka-program na halaga. Ngunit anumang oras na tinukoy mo ang "umaabot sa isang naka-program na halaga," dapat mong tukuyin sa loob ng isang banda ng pagpapaubaya. Kaya, ang power-supply load-transient recovery time ay tinukoy bilang ang oras na kinakailangan upang maabot ang isang tolerance band ng ilang porsyento ng naka-program na halaga, ilang porsyento ng na-rate na output, o kahit isang fixed voltage tolerance band. Ipinapakita ng talahanayan ang ilang halimbawa ng lumilipas na mga detalye ng power-supply.  


Sa pagtingin sa Keysight N7952A power supply, makikita mo na ang transient recovery-time tolerance band ay tinukoy bilang 100 mV. Kapag sinusukat ang lumilipas na oras ng pagbawi, kung ang boltahe ng output ay 25 V, dapat mong sukatin kung gaano katagal bago mabawi ang power supply sa loob ng ±100 mV sa paligid ng 25 V.






Mga Site ng Electronicdesign Com Mga Upload na File ng Electronicdesign com 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo Table




Ang Mga Power Amplifier ay Nagpapakita Kung Bakit Mahalaga ang Lumilipas na Oras ng Pagbawi


Tingnan natin ang isang halimbawa ng application kung saan mahalaga ang transient response ng dc power-supply. Kapag sinusubukan ang mga power amplifier (PA) na ginagamit sa mga mobile device (gaya ng mga cell phone o tablet), napakahalaga para sa dc bias na boltahe sa device na nasa ilalim ng pagsubok (DUT) na manatili sa isang nakapirming at stable na boltahe. Kung ang boltahe ay magbabago o magbabago sa panahon ng pagsubok, ang mga tamang kondisyon ng pagsubok ay hindi pinananatili at ang mga resultang RF power measurements sa DUT ay hindi magiging tama.     


Sa kasong ito ng PA, lumalala ang sitwasyon dahil sa kasalukuyang profile. Ang PA ay nagpapadala sa mga pulso, at samakatuwid ay kumukuha ng kasalukuyang mula sa dc bias sa mga pulso. Ang mga pulso na ito ay may mabilis na mga rate ng gilid at samakatuwid ay nagpapakita ng makabuluhang mga transient ng pagkarga sa bias ng dc. Sa bawat oras na ang PA pulses on, ito ay kumukuha ng mataas na kasalukuyang, na drag down ang dc bias power supply. Mabilis na mababawi ang suplay ng kuryente; gayunpaman, sa panahon na ang power supply ay tumutugon sa lumilipas, ang boltahe nito ay wala sa nais na halaga para sa pagsubok. Sa sandaling mabawi ang suplay ng kuryente, gagana ang PA sa ilalim ng tamang mga kondisyon ng pagsubok at sa gayon ay magiging posible na gawin ang wastong mga sukat ng RF power. 


Sa bilyun-bilyong PA na ginagawa at sinusubok bawat taon, kritikal ang throughput ng pagsubok. Kung dahan-dahang bumabawi ang power supply, nagdaragdag ito ng oras ng pagsubok sa PA at samakatuwid ay nagpapabagal sa paggawa ng pagsubok sa paggawa. Ang mga tagagawa ng PA, samakatuwid, ay naghahanap ng mabilis na pagbawi ng mga power supply upang matiyak na makakamit nila ang maximum na manufacturing test throughput. Tinitingnan nila ang lumilipas na detalye ng oras ng pagbawi upang matukoy kung aling supply ang pinakamainam para sa kanilang aplikasyon. Kaya, ang power-supply vendor ay kailangang tumpak na sukatin ang power-supply transient recovery time upang maipakita ang pinakamahusay na posibleng detalye sa mga tagagawa ng PA.


Pagsukat ng Lumilipas na Oras ng Pagbawi


Ang mapaghamong bahagi ng pagsukat ng load-transient recovery time ay ang pagtukoy kung kailan papasok ang boltahe sa tolerance band. Ang average na voltmeter ay madaling masukat kung ang dc output boltahe ay nasa loob ng tolerance band. Ito ay isang mabagal na instrumento, gayunpaman, at hindi makakapag-sample ng sapat na mabilis upang magbigay ng isang makabuluhang pagsukat ng oras na may sapat na resolution upang sabihin kung gaano kabilis ang boltahe na pumasok sa tolerance band.


Kung titingnan ang higit sa average na voltmeter, ang ilang mga high-speed voltmeter ay maaaring sumukat ng sampu-sampung libong mga pagbabasa sa bawat segundo na may sapat na katumpakan upang matukoy kung kailan ang boltahe ng power-supply ay eksaktong pumapasok sa tolerance band. Ang isang halimbawa ay ang 34470A DMM ng Keysight. Habang bumubuti ang mga lumilipas na oras ng pagbawi, ang mga voltmeter na ito, kahit na kumukuha ng data sa 50 ksamples/s, ay nagiging masyadong mabagal upang makuha ang mabilis na oras ng pagbawi.  


MULA SA ATING MGA KASAMA
2.7-V hanggang 24-V, 2.7-mΩ, 15-A eFuse na may proteksyon sa hot-swap, ±1.5% kasalukuyang monitor at adj. kasalanan mgmt
TPS25982 2.7-V hanggang 24-V, 2.7mΩ, 15-A Smart eFuse - Pinagsamang proteksyon sa Hot-Swap na may 1.5% Accurate Load Current Monitoring at Adjustable Transient…
WaveRunner 8000HD: Multi-rail Analysis
Gumawa ng mga sensitibong sukat, tulad ng paglalarawan ng pagbagsak ng rail, nang buong kumpiyansa salamat sa mataas na dynamic range ng WaveRunner 8000HD at 0.5%…
Ang saklaw ay magiging isang mas makatwirang tool na gagamitin, dahil madali nitong makuha at mailarawan ang napakabilis na lumilipas. Gayunpaman, ang karaniwang saklaw ay karaniwang may 1%-3% na vertical na katumpakan at 8-bit na resolution. Dahil dito, nagpupumilit itong magbigay ng sapat na vertical na katumpakan at resolution upang tumpak na mahanap kapag ang dc output boltahe ay umabot sa makitid na tolerance band. 


Sa pamamagitan ng paglalagay ng scope sa ac coupling, sinusubukan mong mag-zoom in sa tolerance band. Gayunpaman, ang error ay ipapasok dahil ang post-transient na settled na antas ng dc ay mababaluktot dahil sa ac coupling. Ito ay maaaring maging mahirap na tiyak na tukuyin ang post-transient na antas ng dc sa loob ng tolerance band habang ang naayos na boltahe ng dc ay "hinila pababa" ng ac coupling.


Ang isa pang pagpipilian ay ang iwanan ang saklaw sa dc coupling, ngunit gumamit ng malaking dc offset sa saklaw upang mag-zoom in sa tolerance band. Ito ay mahusay na gumagana sa mga dc output sa 0- hanggang 10-V na antas, ngunit habang ang dc output ay umaakyat, ang dc offset ay dapat ding umakyat. Sa malalaking dc offset, dapat ding tumaas ang pinakamababang volts/division para suportahan ang malaking dc offset, na magreresulta sa mas kaunting resolution ng pagsukat sa tolerance band.  


Para sa mga power supply na may mas malawak na boltahe tolerance band, maaaring gamitin ang mga saklaw para gawin ang mga sukat na ito. Sa katunayan, nag-aalok ang Keysight oscilloscopes ng built-in na power-analysis software na gumagawa ng mga lumilipas na pagsukat ng tugon sa pamamagitan ng mga operasyon ng turnkey (tingnan ang www.keysight.com/find/scopes-power). Ang mga saklaw na may pinakamataas na pagganap, na may 10 o 12 bits ng resolution, ay may higit na kakayahang umangkop at mas advanced na mga dulo sa harap, na nagbibigay-daan sa kanila na gawin ang mga sukat na ito kahit na para sa makitid na boltahe tolerance band. Gayunpaman, ang mga saklaw na ito ay hindi karaniwan sa karaniwang lab bench.


Mga Site ng Electronicdesign Com Mga Upload na File ng Electronicdesign com 2015 02 0216 Cte Keysight Zollo F3
2. Ipinapakita ng screenshot na ito mula sa Keysight IntegraVision Power Analyzer ang pagsukat ng boltahe- lumilipas na oras ng pagbawi.




Para sa mga power supply na may makitid na boltahe na tolerance band, ang isang high-performance na power quality analyzer ay makakagawa ng pagsukat na ito—sa kondisyon na mayroon itong kakayahan sa pagsukat ng single-shot. Kinakailangan ang pagsukat ng solong-shot dahil ang lumilipas ay isang kaganapang solong-shot na na-trigger ng tumataas na gilid ng kasalukuyang pulso. Bilang kahalili, kung makakabuo ka ng paulit-ulit na load-current transient, gaya ng square wave kung saan ang kasalukuyang mga jumps sa pagitan ng mataas at mababang kasalukuyang value, maaari kang gumamit ng power analyzer nang walang single-shot measurement para makuha ang paulit-ulit na lumilipas na kaganapan.  


Ang mga high-performance na power analyzer ay may mas mahusay kaysa sa 0.1% na vertical accuracy, 16-bit na resolution, at mga bilis ng digitization na 1 Msample/s o higit pa. Ang kumbinasyong ito ng mabilis na pag-digitize at tumpak na pagsukat ng boltahe ay nagbibigay-daan sa iyong madaling sukatin ang pansamantalang tugon ng pag-load ng power supply at matukoy kung kailan naabot ang makitid na banda ng pagpapaubaya. Dahil direktang masusukat ng power analyzer ang boltahe at kasalukuyang nang walang mga probe, maaari mong mabilis na i-set up ang pagsukat na ito upang mag-trigger mula sa tumataas na gilid ng kasalukuyang at pagkatapos ay sukatin ang oras ng pagbawi ng boltahe.  


Ang isang power analyzer na may ganitong kakayahan ay ang IntegraVision Power Analyzer (Fig. 2), na nagbibigay ng single shot na 5-Msample/s digitizing sa 16 bits nang sabay-sabay sa parehong boltahe at kasalukuyang, na may 0.05% basic accuracy, lahat ay ipinapakita sa malaking color touchscreen . Ang pagsukat ay ginagawa sa isang 10-V na supply na pini-pulso sa pagitan ng 2A at 8A. Ang transient recovery band nito ay ±100 mV.


Gamit ang dalawang Y marker ng IntegraVision, matutukoy mo ang tuktok (10.1 V) at ibaba (9.9 V) ng voltage tolerance band. Pagkatapos, gamit ang dalawang X marker, matutukoy mo kung kailan nagsisimula ang transient sa kasalukuyang waveform na may marker X1 at kapag ang boltahe ay pumasok sa tolerance band na may marker X2. Ang pagkakaiba ng oras sa pagitan ng X1 at X2 ay ang lumilipas na oras ng pagbawi, na sinusukat bilang 90.4 μs.

Mag-iwan ng mensahe 

Listahan ng Mensahe