Per assicurare la stabilità dei regolatori di tensione e degli alimentatori a commutazione, il comportamento dell'anello di controllo deve essere misurato e caratterizzato. Un regolatore di tensione con una buona compensazione consente di ottenere tensioni di uscita stabili e riduce l’influenza delle variazioni di carico e della tensione di alimentazione di ingresso. La qualità di questo circuito di controllo determina la stabilità e la risposta dinamica dell’intero convertitore CC/CC.
La soluzione Rohde & Schwarz
Analizzare in modo semplice e rapido la risposta in bassa frequenza del circuito di regolazione mediante l'oscilloscopio con l’opzione di analisi della risposta in frequenza R&S RTx-K36 (diagramma di Bode). Caratterizzare la risposta in frequenza di varie apparecchiature elettroniche, tra cui i filtri passivi e i circuiti degli amplificatori. Misurare la risposta dell'anello di controllo e il rapporto di reiezione dell’alimentazione negli alimentatori a commutazione (switching). L’opzione di analisi della risposta in frequenza del R&S RTx-K36 (diagramma di Bode) utilizza il generatore di forme d’onda incorporato dell’oscilloscopio per creare segnali di stimolo di frequenza compresa fra 10 Hz e 25 MHz. Misurando il rapporto tra il segnale di ingresso e il segnale d’uscita del dispositivo in prova (DUT) a ciascuna frequenza di test, l’oscilloscopio traccia un diagramma del guadagno in scala logaritmica e della fase in scala lineare.
L’opzione di analisi della risposta in frequenza del R&S RTx-K36 (diagramma di Bode) consente di determinare rapidamente il guadagno e il margine di fase dei regolatori lineari o degli alimentatori a commutazione (switching). Queste misure contribuiscono a determinare la stabilità dell'anello di controllo.
L’opzione di analisi della risposta in frequenza del R&S RTx-K36 (diagramma di Bode) visualizza la risposta del sistema ai cambiamenti nelle condizioni operative, come la variazioni nella tensione di alimentazione o nella corrente di carico.
Configurazione di misura
L'anello di controllo dell’alimentazione elettrica confronta la tensione di riferimento (Vrif) con la tensione di retroazione (Vfeedback) creando un circuito a retroazione negativa che garantisce una tensione di uscita stabile.
Scelta del punto di iniezione correttoI test di risposta sull'anello di controllo richiedono l’iniezione di un segnale di errore su un'ampia banda di frequenze nel percorso di retroazione dell'anello di controllo. Per iniettare un segnale di errore, bisogna inserire una piccola resistenza nell'anello di controllo retroazionato. La resistenza di iniezione di 5 Ω mostrata nella figura alla pagina successiva è insignificante rispetto all’impedenza in serie di R1 e R2. Alcuni progettisti scelgono di inserire permanentemente questa resistenza di iniezione di piccolo valore (Riniezione) utilizzabile a fini di test. Un trasformatore di iniezione, come ad esempio il modello J2100A di Picotest, isola il segnale di distorsione in alternata eliminando qualsiasi componente di polarizzazione in continua.
Punto di iniezione e utilizzo di sonde
Per misurare il guadagno di un anello di controllo reazionato della tensione, l'anello stesso deve essere interrotto in un punto idoneo. In tale punto viene iniettato un segnale di distorsione. Il segnale di distorsione sarà distribuito nel percorso dell'anello. A seconda del guadagno dell'anello, il segnale di distorsione iniettato sarà amplificato o attenuato e subirà uno sfasamento. Utilizzando l’opzione R&S RTx-K36, il generatore dell’oscilloscopio permette di creare il segnale di distorsione. L’oscilloscopio misura la funzione di trasferimento dell'anello di controllo.
Per assicurare che il guadagno misurato dell'anello sia uguale al guadagno reale dell'anello stesso, va scelto un punto idoneo per l'iniezione del segnale:
- Bisogna trovare un punto in cui l'anello è confinato in un singolo percorso per accertarsi che non vi sia alcun flusso di segnale parallelo.
- Va controllato che l’impedenza nella direzione dell'anello di reazione sia molto maggiore dell’impedenza di ritorno verso tale punto. L’impedenza di ritorno è uguale all’impedenza di uscita del convertitore, un valore molto basso nell’intervallo di diversi mΩ. L’impedenza nella direzione dell'anello è formata dal compensatore e dal partitore di tensione ed è nell’intervallo di diversi kΩ.
Per continuare la lettura cliccare qui.
