Medición de la impedancia de un convertidor DCDC

Question

Estoy interesado en medir la impedancia de salida de un convertidor DCDC de alto rendimiento junto con su placa.

Hasta ahora me refería a este documento muy bien escrito.

Me refiero a fig15, aquí está para facilitar la referencia (¡gracias Keysight!)

El DUT es la salida del convertidor DCDC.

¿Cómo funciona? Se inyecta una perturbación en la tensión continua de salida del convertidor mediante el generador de señales situado más a la derecha. La tensión a través del DUT se mide mediante \$V_T\$ mientras que \$I_{DUT}\$ se mide por \$V_R\$ gracias a la \$1\Omega\$ resistencia de derivación. Por supuesto \$V_x\$ son vectorial voltímetros, por lo que cuando se realiza la división para calcular la impedancia, el número que se obtiene es, de hecho, la impedancia y no sólo la resistencia.

Ahora todo esto me parece muy bien y bonito, entiendo que un Analizador de Redes demodula los voltajes medidos en sus entradas, deshaciéndose de la componente DC inevitablemente presente en \$V_T\$ .

Pero, ¿qué pasa con la ondulación? Nuestro DUT puede modelarse mediante un generador de CC, un generador de rizado algo aleatorio y una impedancia, todo ello en serie. Esta tensión de ondulación se medirá mediante \$V_T\$ pero por lo que tengo entendido no fluiría corriente en R.

¿Cómo influye este fenómeno en la medida final?

Se podría argumentar que el rizado tiene su potencia concentrada en un ancho de banda estrecho, pero algunos convertidores distribuyen a propósito esta potencia en un ancho de banda mayor, por cuestiones de EMI. ¿Cómo lo solucionaría?

Answer 1

"¿Cómo funciona esto?"

Parece que tienes una idea bastante clara de cómo funciona. La idea básica es simple. Perturba la salida con una fuente de frecuencia barrida, y mide la corriente y el voltaje de salida con un medidor vectorial (Analizador de Redes). A continuación, haga que el analizador de redes divida la tensión por la corriente ( \$V_T\$ / \$V_R\$ ), lo que da como resultado un gráfico de dB \$\Omega\$ .

La forma en que todo esto se lleve a cabo dependerá del DUT, del analizador de red y de algunos otros detalles. La mayoría de las veces, para los convertidores con baja impedancia de salida es beneficioso utilizar un amplificador de potencia lineal para conducir la salida.

Muchos analizadores de redes no pueden aceptar los voltajes de CC que un acoplamiento directo. \$V_T\$ vería, por lo que a menudo termina AC acoplado. Por lo general, sólo se puede conectar al lado de CA del condensador de bloqueo.

Un transformador sensor de corriente puede ser realmente bueno para medir la corriente, en lugar de un 1 \$\Omega\$ resistencia. Los que se encuentran en un laboratorio de EMI funcionan bastante bien.

Es una buena idea tener una impedancia de prueba (resistencia) que está cerca de la impedancia más baja que se medirá, por lo que el error de instrumentación se puede reducir a cero en el analizador de redes.

Los analizadores de red rechazan bastante bien el ruido, ya que los receptores siguen la frecuencia del oscilador. Pero, habrá algo de ruido. Hasta cierto punto, forma parte de los datos reales. Normalmente hay algo de ruido en la frecuencia de conmutación y en algunos de los armónicos. Mencionas el rizado, pero mucho de lo que se llama rizado parece ser ruido de modo común. Puede que hayas notado en la Figura 16 algunas perlas en las líneas que van al analizador NetWork. Eso va a ser sobre el ruido de modo común. Depende de la frecuencia, pero para las cosas alrededor de 2MHz a 10MHz, los cordones pueden no ser suficientes. Para esas frecuencias medias de MHz sería mejor un estrangulador de modo común. Algo con aproximadamente 1mH de inductancia. O, simplemente envuelva las líneas coaxiales alrededor de un núcleo de ferrita EE.