Переходимо до практики (ЧАСТИНА 2)

Посилання на сторінку сайту Магазину Gtest(R) з номенклатурою джерел живлення постійного струму, а також рекомендовані прилади та статті для подальшої самоосвіти - наприкінці цієї Розділу

Обчислення загальних втрат у кількох циклах перемикання

Схеми із циклічними змінами, такі як джерела живлення змінного струму та інвертори двигунів, повинні вимірювати загальні втрати одного циклу джерел живлення змінного струму та одного обороту двигуна, щоб знайти кореляцію зі значеннями вимірювань вимірювача потужності. Для цього використовуйте виміряне значення кожної форми сигналу пам'яті історії для розрахунку статистики форми сигналу втрати перемикання за кілька циклів та загальних втрат перемикання.

Рисунок 10 – Приклад обчислення статистики втрат при виключенні за кілька циклів (історична статистика)

Макс: Макс. втрата Мін: Мін. втрата Середнє: Середн. Втрата Кнт: кількість циклів

Рисунок 11 – Приклад відображення тенденції збитків для кожного циклу (DLM2000)

Як було сказано раніше, оператор Wp використовується для пошуку параметрів для втрат перемикання (1 та 2).

Wp : Сума плюс/мінус електричної енергії

Wp+ : Сума плюс електричної енергії

Wp- : Сума мінус електричної енергії

Abs.Wp : Сума абсолютного значення Wp+ та Wp-

Рисунок 10 показує, що, помістивши курсори діапазону діапазон, відповідний T3 і T4 на рисунку 6 (див. АНАЛІЗ І ОЦІНКА ІМПУЛЬСНИХ ДЖЕРЕЛОВ ЖИВЛЕННЯ (ЧАСТИНА 1)), необхідні втрати (в даному випадку втрати вимкнення) можуть бути вимірювані автоматично.

На рисунку 10 (приклад DL9000) форми хвиль частин вимкнення 60 циклів перемикання записуються в пам'ять історії та накладаються на екран. За допомогою функції статистики історії (Statistics) можна знайти статистичні розрахунки таких даних, таких як максимальні, мінімальні та середні втрати. За допомогою цієї статистики можна визначити загальні втрати всіх захоплених циклів. Загальні втрати кожного включення та вимикання можна розрахувати, зафіксувавши форми хвиль за різних умов спрацьовування. З наведеної вище статистики історії загальні втрати виключення розраховуються так: Загальні втрати (середні втрати x кількість циклів) = Середнє x Cnt

У наведеному вище прикладі

Загальні втрати (вимикання) = 1,59 [нВт · год] x 60 = 95,4 [нВт · год]

Обчислення загальних втрат використовується для перевірки того, чи немає аномального підвищення температури переходу комутаційного пристрою, коли він перебуває у перехідному стані під час запуску.

Обчислення загальних втрат за цикл

Загальні втрати потужності на будь-якому заданому циклі (втрати, відповідні T1 – T5 на рисунку 5) можна автоматично обчислити, просто вибравши оператор параметра P. Довільна форма сигналу циклу, що використовується для обчислення, вказується за допомогою курсорів діапазону, які визначають область обчислення функції « статистика за параметром області обчислення». DLM2000/DL9000 автоматично ідентифікує та витягує один цикл у цій галузі, обчислює параметр P (загальні втрати), як показано нижче, та відображає результат. Змінна T у виразі нижче – це час одного циклу, який DLM2000/DL9000 може автоматично визначити. Приклад рисунку 12, обчислення дало результат 12,3576 Вт (абсолютне значення).

Рисунок 12 – Обчислення загальних втрат за цикл.

Як і на рисунку 13, один цикл (час «T») автоматично визначається з точки, де мезіальна і вольтова форми хвилі змінюються місцями в межах зазначеного курсору діапазону.

Розрахуйте загальні (середні) втрати одного циклу

Рисунок 13 – Приклад повної втрати одного циклу. (DLM2000)

Рисунок 14 – Визначення одного циклу

Корекція помилок при втраті провідності

Динамічний діапазон напруги, прикладеного до перемикаючого пристрою, широкий; він може становити кілька сотень мВ при безперервній напрузі (при включенні) порівняно з кількома сотнями при виключенні. Їх неможливо точно виміряти за допомогою лише однієї форми сигналу, отриманої на звичайному цифровому осцилографі з роздільною здатністю 8 біт. Щоб виправити помилки вимірювання через відсутність динамічного діапазону (рисунок 15, помилка напруги і струму), DML2000/DL9000 може обчислювати помилки, вводячи фіксоване значення, коли провідність увімкнена та вимкнена [опір RDS (on) пристрою у включеному стані або насичена напруга між колектором/емітером Vce (sat)]. Коригування вносяться шляхом введення нуля в струм, коли провідність вимкнена.

Рисунок 15 – Помилки вимірювання напруги та струму через недостатній динамічний діапазон осцилографа.

Метод аналізу за специфікацією пристрою (корекція помилок)

1) Увімкніть режим циклу

2) Виберіть тип пристрою. Введіть RDS (on) для MOSFET та Vce (sat) для BJT/IGBT

3) Встановіть рівень провідності

4) Виберіть елемент аналізу (Wp, P тощо).

Під час встановлення рівня напруги та струму автоматично підтверджується увімкнення та вимкнення провідності. Виберіть тип пристрою для провідної області та введіть RDS (on) для MOSFET та Vce (sat) для BJT/IGBT, щоб автоматично розрахувати втрати провідності. Результати відбиваються під час обчислення втрат (Wp). Поточне значення коригується до нуля, оскільки струм логічно дорівнює нулю у стані ВИМК. На рисунку 15 показано, коли немає корекції помилок, а на рисунку 16 показано, коли є корекція помилок.

Рисунок 16 - Коригування помилок вимірювання напруги та струму при обчисленні втрат провідності.

Рисунок 17 - Графічне меню налаштувань для корекції помилок у DLM2000.

Елементи налаштування для виправлення в DLM2000 легко читаються, оскільки вони мають графічне меню, як показано на рисунку 17.

Автоматичне налаштування зони обчислення втрат під час перемикання

Вібрація викликана індуктивністю проводки (навантаження L), яка проявляється як дзвін тощо на формах сигналів у зоні перемикання. Це необхідно оцінити, відокремивши його від реальних втрат. Серія DL9000 може автоматично налаштовувати робочу зону перемикання (зону обчислення втрат під час увімкнення або вимкнення), що підлягає аналізу.

Рисунок 18 - Визначення зони перемикання операцій.

Крім того, легко розрахувати втрати включення або вимкнення, об'єднавши їх із пошуком зони перемикання (Ton/Toff).

Метод аналізу шляхом вказівки зони перемикання

1) Вкажіть 100% та 0% напруги та струму за допомогою курсору

2) Встановіть стандартний рівень V та I (Vref% та Iref%), який визначає зону перемикання.

3) Автоматично визначте зону перемикання із вмісту налаштувань у 1) та 2) та перемістіть курсор зони

4) Автоматично обчислити втрати (Wp) та відобразити на екрані

Рисунок 19 - Приклад автоматичного налаштування діапазону обчислень.

Встановіть V100% та I100% на рівень без вібрації на виміряній формі хвилі. Встановіть опорний рівень, який визначає, який рівень повинен бути виміряний для кожної напруги та струму. Виконуючи стрибок діапазону, курсор діапазону переміщується на опорний рівень, встановлений на увімкнення або вимкнення. Втрати (Wp) у цій точці автоматично обчислюються. Крім того, виконуючи пошук Ton/Toff, він може шукати необхідні умови включення та вимкнення, щоб обчислити втрати в цій точці.

Відображення тенденцій втрат за цикл перемикання

Завдяки пам'яті об'ємом 6,25 МВт DL9000 може безперервно отримувати дані про кілька циклів напруги (Vds) та струму (Id) та обчислювати втрати перемикання (Vds x Id) на формі сигналу M1. Використовуючи функцію статистики циклу DL9000, можна виконувати статистичну обробку обчислених результатів втрат (параметр: Wp) для кожного циклу в зазначеному діапазоні.

Крім того, ви можете переглядати списки та графіки тенденцій переходів втрат за цикл на DL9000, що робить його корисним для таких типів додатків.

• Перевірте тенденції надмірних змін за цикл перемикання з моменту подачі живлення до досягнення стабільної роботи
• Зафіксуйте кілька циклів форм хвиль при зміні навантаження, доданого до комутаційного пристрою, та перевірте тенденції загальних втрат за цикл

Діапазон обчислень для статистики циклу може бути призначений за допомогою курсорів.

Результати статистичного розрахунку втрат перемикання за цикл (Wp) даних декількох циклів (приклад: 1,118 циклів)

Відображення списку 

Рисунок 20 - Приклад автоматичного налаштування діапазону обчислень.

У прикладі на рисунку вище (Вікно 1) обчислені втрати за цикл для 10+ циклів, що відображаються в області масштабування, є тренд, що відображається в часовому ряду. У вікні 2 обчислені результати втрат відображаються у списку за цикл. Максимальні та мінімальні значення зазначені, що дозволяє легко ідентифікувати частину циклу для максимальних (або мінімальних) втрат, які можуть відображатися в області масштабування.

ПРОДОВЖЕННЯ СЛІДУЄ…

Магазин Gtest® - офіційний постачальник джерел (блоків) живлення постійного струму в Україну: https://gtest.com.ua/izmeritelnee-pribory/bloky-pitaniya