बिजली-आपूर्ति क्षणिक पुनर्प्राप्ति समय को समझना और मापना

इस फ़ाइल प्रकार में लागू होने पर उच्च-रिज़ॉल्यूशन ग्राफ़िक्स और स्कीमैटिक्स शामिल हैं।

बॉब ज़ोलो, प्रोडक्ट प्लानर, पावर एंड एनर्जी डिवीजन, कीसाइट टेक्नोलॉजीज
बिजली आपूर्ति क्षणिक वसूली समय एक डीसी बिजली की आपूर्ति की विशिष्टता है। यह बताता है कि बिजली आपूर्ति के आउटपुट पर क्षणिक लोड की स्थिति से बिजली की आपूर्ति कितनी जल्दी ठीक हो जाएगी।   


निरंतर वोल्टेज में संचालित एक आदर्श बिजली आपूर्ति के साथ, आउटपुट वोल्टेज प्रोग्राम किए गए मूल्य पर रहेगा, भले ही लोड द्वारा बिजली की आपूर्ति से वर्तमान को खींचा जा रहा हो। एक वास्तविक बिजली आपूर्ति, हालांकि, लोड करंट में तेजी से वृद्धि होने पर अपने प्रोग्राम किए गए वोल्टेज को बनाए नहीं रख सकती है।


वर्तमान में तेजी से वृद्धि के जवाब में, बिजली आपूर्ति वोल्टेज तब तक कम हो जाएगा जब तक बिजली आपूर्ति विनियमन फीडबैक लूप वोल्टेज को प्रोग्राम किए गए मान पर वापस नहीं लाता है। मान को क्रमादेशित मान पर वापस आने में लगने वाला समय लोड क्षणिक पुनर्प्राप्ति समय (चित्र 1) है।


ध्यान दें कि यदि लोड-वर्तमान क्षणिक एक तेज़ क्षणिक नहीं है, बल्कि धीरे-धीरे बढ़ता या गिरता है, तो बिजली-आपूर्ति विनियमन फीडबैक लूप बिना किसी दृश्यमान क्षणिक के आउटपुट वोल्टेज को विनियमित और बनाए रखने के लिए पर्याप्त तेज़ होगा। जैसे-जैसे वर्तमान क्षणिक की बढ़त की गति बढ़ती है, यह बिजली-आपूर्ति फीडबैक लूप की "रखने" और वोल्टेज को स्थिर रखने की क्षमता से अधिक हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप लोड क्षणिक घटना होती है।


इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन कॉम साइट्स इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन कॉम फ़ाइलें अपलोड 2015 02 0216 सीटीई कीसाइट ज़ोलो एफ1
1. लोड-क्षणिक पुनर्प्राप्ति समय आउटपुट वोल्टेज को पुनर्प्राप्त करने और लोड करंट में "Z" amp चरण परिवर्तन के बाद नाममात्र आउटपुट वोल्टेज के "Y" मिलीवोल्ट के भीतर रहने के लिए "X" समय है। "Y" निर्दिष्ट रिकवरी बैंड या सेटलिंग बैंड है, और "Z" निर्दिष्ट लोड करंट परिवर्तन है, जो आमतौर पर आपूर्ति के पूर्ण लोड वर्तमान रेटिंग के बराबर होता है।




बिजली आपूर्ति क्षणिक वसूली समय को लोड-वर्तमान क्षणिक की शुरुआत से मापा जाता है जब बिजली की आपूर्ति स्थिर हो जाती है और फिर से प्रोग्राम किए गए मूल्य तक पहुंच जाती है। लेकिन जब भी आप निर्दिष्ट करते हैं "एक क्रमादेशित मूल्य तक पहुँचता है," तो आपको एक सहिष्णुता बैंड के भीतर निर्दिष्ट करना होगा। इस प्रकार, बिजली-आपूर्ति लोड-क्षणिक पुनर्प्राप्ति समय को प्रोग्राम किए गए मूल्य के कुछ प्रतिशत, रेटेड आउटपुट के कुछ प्रतिशत, या यहां तक ​​​​कि एक निश्चित वोल्टेज सहिष्णुता बैंड के सहिष्णुता बैंड तक पहुंचने के लिए आवश्यक समय के रूप में निर्दिष्ट किया जाता है। तालिका बिजली आपूर्ति क्षणिक विनिर्देशों के कुछ उदाहरण दिखाती है।  


Keysight N7952A बिजली आपूर्ति को देखते हुए, आप देख सकते हैं कि क्षणिक रिकवरी-टाइम टॉलरेंस बैंड 100 mV के रूप में निर्दिष्ट है। क्षणिक पुनर्प्राप्ति समय को मापते समय, यदि आउटपुट वोल्टेज 25 V है, तो आपको यह मापना होगा कि बिजली की आपूर्ति को लगभग 100 V के ± 25 mV के भीतर वापस ठीक होने में कितना समय लगता है।






इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन कॉम साइट्स इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन कॉम फ़ाइलें अपलोड 2015 02 0216 सीटीई कीसाइट ज़ोलो टेबल




पावर एम्पलीफायर उदाहरण देते हैं कि क्षणिक पुनर्प्राप्ति समय क्यों महत्वपूर्ण है


आइए एक उदाहरण एप्लिकेशन को देखें जहां डीसी बिजली आपूर्ति क्षणिक प्रतिक्रिया महत्वपूर्ण है। मोबाइल उपकरणों (जैसे सेल फोन या टैबलेट) में उपयोग किए जाने वाले पावर एम्पलीफायरों (पीए) का परीक्षण करते समय, डीसी पूर्वाग्रह वोल्टेज के लिए परीक्षण (डीयूटी) के तहत डिवाइस में एक निश्चित और स्थिर वोल्टेज पर रहना बहुत महत्वपूर्ण है। यदि परीक्षण के दौरान वोल्टेज में उतार-चढ़ाव या परिवर्तन होता है, तो उचित परीक्षण की स्थिति को बनाए नहीं रखा जाता है और परिणामी आरएफ शक्ति माप DUT पर सही नहीं होगा।     


पीए के इस मामले में मौजूदा प्रोफाइल के कारण स्थिति विकट है। पीए दालों में संचारित होता है, और इसलिए दालों में डीसी बायस से करंट खींचता है। इन दालों में तेज बढ़त दर होती है और इसलिए डीसी पूर्वाग्रह पर महत्वपूर्ण लोड ट्रांजिएंट पेश करते हैं। हर बार जब पीए चालू होता है, तो यह उच्च धारा खींचता है, जो डीसी बायस बिजली की आपूर्ति को कम कर देता है। बिजली की आपूर्ति जल्दी ठीक हो जाएगी; हालांकि, उस समय के दौरान जब बिजली की आपूर्ति क्षणिक को प्रतिक्रिया दे रही है, इसका वोल्टेज परीक्षण के लिए वांछित मूल्य पर नहीं है। एक बार बिजली की आपूर्ति ठीक हो जाने के बाद, पीए सही परीक्षण स्थितियों के तहत काम करेगा और इस प्रकार उचित आरएफ बिजली माप करना संभव हो जाता है। 


प्रत्येक वर्ष अरबों पीए का निर्माण और परीक्षण किया जा रहा है, परीक्षण थ्रूपुट महत्वपूर्ण है। यदि बिजली की आपूर्ति धीरे-धीरे ठीक हो जाती है, तो यह पीए में परीक्षण समय जोड़ता है और इसलिए विनिर्माण परीक्षण थ्रूपुट धीमा कर देता है। इसलिए, पीए निर्माता यह सुनिश्चित करने के लिए तेजी से रिकवरी बिजली आपूर्ति की तलाश करते हैं कि वे अधिकतम विनिर्माण परीक्षण थ्रूपुट प्राप्त कर सकें। वे यह निर्धारित करने के लिए क्षणिक पुनर्प्राप्ति समय विनिर्देश को देखते हैं कि उनके आवेदन के लिए कौन सी आपूर्ति सर्वोत्तम होगी। इसलिए, बिजली आपूर्ति विक्रेता को पीए निर्माताओं को सर्वोत्तम संभव विनिर्देश प्रस्तुत करने के लिए बिजली आपूर्ति क्षणिक वसूली समय को सटीक रूप से मापने में सक्षम होना चाहिए।


क्षणिक पुनर्प्राप्ति समय मापना


लोड-क्षणिक पुनर्प्राप्ति समय को मापने का चुनौतीपूर्ण हिस्सा यह निर्धारित कर रहा है कि वोल्टेज सहिष्णुता बैंड में कब प्रवेश करता है। औसत वोल्टमीटर आसानी से माप सकता है कि डीसी आउटपुट वोल्टेज टॉलरेंस बैंड के भीतर है या नहीं। हालांकि, यह एक धीमा उपकरण है, और पर्याप्त रिज़ॉल्यूशन के साथ एक सार्थक समय माप देने के लिए पर्याप्त तेज़ी से नमूना देने में सक्षम नहीं होगा, यह कहने के लिए कि वोल्टेज कितनी जल्दी सहनशीलता बैंड में प्रवेश करता है।


औसत वाल्टमीटर से परे देखते हुए, कुछ हाई-स्पीड वोल्टमीटर प्रति सेकंड हजारों रीडिंग को पर्याप्त सटीकता के साथ माप सकते हैं ताकि यह पता लगाया जा सके कि बिजली आपूर्ति वोल्टेज ठीक सहिष्णुता बैंड में प्रवेश करती है। ऐसा ही एक उदाहरण है Keysight का 34470A DMM। जैसे-जैसे क्षणिक पुनर्प्राप्ति समय में सुधार होता है, ये वोल्टमीटर, यहां तक ​​कि 50 ksamples/s पर डेटा कैप्चर करते हुए, तेज़ पुनर्प्राप्ति समय को कैप्चर करने के लिए बहुत धीमे हो जाते हैं।  


हमारे भागीदारों से
2.7-V से 24-V, 2.7-mΩ, 15-A eFuse हॉट-स्वैप सुरक्षा के साथ, ± 1.5% वर्तमान मॉनिटर और adj। गलती एमजीएमटी
TPS25982 2.7-V से 24-V, 2.7mΩ, 15-A स्मार्ट eFuse - 1.5% सटीक लोड करंट मॉनिटरिंग और एडजस्टेबल ट्रांसिएंट के साथ इंटीग्रेटेड हॉट-स्वैप प्रोटेक्शन…
वेवरनर 8000HD: मल्टी-रेल विश्लेषण
वेवरनर 8000एचडी की उच्च गतिशील रेंज और 0.5%…
एक दायरा उपयोग करने के लिए एक अधिक उचित उपकरण होगा, क्योंकि यह आसानी से बहुत तेज़ ग्राहकों को पकड़ सकता है और कल्पना कर सकता है। हालांकि, औसत दायरे में आमतौर पर 1% -3% लंबवत सटीकता और 8-बिट रिज़ॉल्यूशन होता है। नतीजतन, डीसी आउटपुट वोल्टेज संकीर्ण सहिष्णुता बैंड तक पहुंचने पर सटीक रूप से पता लगाने के लिए पर्याप्त लंबवत सटीकता और संकल्प प्रदान करने के लिए संघर्ष करता है। 


एसी कपलिंग में स्कोप लगाकर आप टॉलरेंस बैंड पर जूम इन करने की कोशिश करते हैं। हालाँकि, त्रुटि की शुरुआत की जाएगी क्योंकि एसी कपलिंग के कारण क्षणिक बसे हुए डीसी स्तर विकृत हो जाएंगे। इससे टॉलरेंस बैंड के भीतर पोस्ट-ट्रांज़िएंट डीसी स्तर की सटीक पहचान करना मुश्किल हो सकता है क्योंकि एसी कपलिंग द्वारा बसे हुए डीसी वोल्टेज को "खींचा" जा रहा है।


एक अन्य विकल्प डीसी कपलिंग में स्कोप छोड़ना होगा, लेकिन टॉलरेंस बैंड पर ज़ूम इन करने के लिए स्कोप पर एक बड़े डीसी ऑफ़सेट का उपयोग करना होगा। यह 0- से 10-V स्तर में dc आउटपुट के साथ अच्छी तरह से काम करता है, लेकिन जैसे-जैसे dc आउटपुट चढ़ता है, dc ऑफ़सेट भी चढ़ना चाहिए। बड़े डीसी ऑफसेट के साथ, बड़े डीसी ऑफसेट का समर्थन करने के लिए न्यूनतम वोल्ट/डिवीजन भी बढ़ाना चाहिए, जिसके परिणामस्वरूप सहनशीलता बैंड पर कम माप संकल्प होता है।  


व्यापक वोल्टेज सहिष्णुता बैंड के साथ बिजली की आपूर्ति के लिए, इन मापों को बनाने के लिए स्कोप का उपयोग किया जा सकता है। वास्तव में, Keysight oscilloscopes बिल्ट-इन पावर-विश्लेषण सॉफ़्टवेयर प्रदान करते हैं जो टर्नकी ऑपरेशंस के माध्यम से क्षणिक प्रतिक्रिया मापन करते हैं (www.keysight.com/find/scopes-power देखें)। उच्चतम-प्रदर्शन वाले स्कोप, 10 या 12 बिट्स के रिज़ॉल्यूशन के साथ, अधिक लचीलेपन और अधिक उन्नत फ्रंट एंड होते हैं, जिससे वे संकीर्ण वोल्टेज टॉलरेंस बैंड के लिए भी ये माप कर सकते हैं। हालाँकि, ये स्कोप औसत लैब बेंच पर उतने सामान्य नहीं हैं।


इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन कॉम साइट्स इलेक्ट्रॉनिक डिज़ाइन कॉम फ़ाइलें अपलोड 2015 02 0216 सीटीई कीसाइट ज़ोलो एफ3
2. Keysight IntegraVision Power विश्लेषक का यह स्क्रीनशॉट वोल्टेज-क्षणिक पुनर्प्राप्ति-समय माप दिखाता है।




संकीर्ण वोल्टेज सहिष्णुता बैंड के साथ बिजली की आपूर्ति के लिए, एक उच्च-प्रदर्शन बिजली गुणवत्ता विश्लेषक यह माप कर सकता है-बशर्ते इसमें एकल-शॉट माप क्षमता हो। एकल-शॉट माप की आवश्यकता है क्योंकि क्षणिक एक एकल-शॉट घटना है जो वर्तमान पल्स के बढ़ते किनारे से शुरू होती है। वैकल्पिक रूप से, यदि आप एक दोहरावदार लोड-वर्तमान क्षणिक उत्पन्न कर सकते हैं, जैसे एक वर्ग तरंग जहां वर्तमान उच्च और निम्न वर्तमान मानों के बीच कूदता है, तो आप दोहराए गए क्षणिक घटना को पकड़ने के लिए एकल-शॉट माप के बिना पावर विश्लेषक का उपयोग कर सकते हैं।  


उच्च-प्रदर्शन वाले पावर एनालाइज़र में 0.1% से अधिक लंबवत सटीकता, 16-बिट रिज़ॉल्यूशन और 1 Msample/s या अधिक की डिजिटलीकरण गति होती है। तेजी से डिजिटलीकरण और सटीक वोल्टेज माप का यह संयोजन आपको बिजली-आपूर्ति लोड क्षणिक प्रतिक्रिया को आसानी से मापने और संकीर्ण सहिष्णुता बैंड तक पहुंचने की पहचान करने की अनुमति देता है। चूंकि एक पावर एनालाइजर बिना जांच के सीधे वोल्टेज और करंट को माप सकता है, आप करंट के बढ़ते किनारे से ट्रिगर करने के लिए इस माप को जल्दी से सेट कर सकते हैं और फिर वोल्टेज रिकवरी समय को माप सकते हैं।  


इस क्षमता के साथ एक पावर एनालाइज़र इंटीग्रविज़न पावर एनालाइज़र (चित्र 2) है, जो वोल्टेज और करंट दोनों पर एक साथ 5 बिट्स पर सिंगल शॉट 16-एमएसम्पल/एस डिजिटाइज़िंग प्रदान करता है, 0.05% बुनियादी सटीकता के साथ, सभी एक बड़े रंग टचस्क्रीन पर प्रदर्शित होते हैं। . माप 10A और 2A के बीच स्पंदित होने वाली 8-V आपूर्ति पर किया जा रहा है। इसका क्षणिक रिकवरी बैंड ± 100 एमवी है।


IntegraVision के दो Y मार्करों का उपयोग करके, आप वोल्टेज टॉलरेंस बैंड के शीर्ष (10.1 V) और नीचे (9.9 V) की पहचान कर सकते हैं। फिर, दो एक्स मार्करों के साथ, आप पहचान सकते हैं कि मार्कर एक्स 1 के साथ वर्तमान तरंग पर क्षणिक शुरू होता है और जब वोल्टेज मार्कर एक्स 2 के साथ सहिष्णुता बैंड में प्रवेश करता है। X1 और X2 के बीच का समय अंतर क्षणिक पुनर्प्राप्ति समय है, जिसे 90.4 μs के रूप में मापा जाता है।

एक संदेश छोड़ें 

संदेश सूची