巧用示波器的计算功能分析热插拔电路

2012-09-13 09:17:01来源: 佳工机电网
简介

数字示波器的计算功能是数字示波器最有趣的功能之一,可以简化和扩展对热插拔与负载切换电路的分析。巧用示波器的计算功能可以得出负载电容或MOSFET在导通和关断时的瞬时功耗,这些参数对于设计和分析热插拔与负载切换电路非常有意义,如果没有示波器计算功能,这类参数只能做近似估计。

本篇应用笔记介绍如何利用示波器检测热插拔电路MOSFET功耗和负载电容的精确值。

设置示波器

简化起见,我们用图1所示的MAX5976热插拔电路来做演示,其内置的检流功能和带驱动的MOSFET构成了一个完整的电源切换电路(下面的测试方法同样适用于由分立元件搭的热插拔控制电路)。按图1所示方式将示波器探头连至热插拔电路,示波器即可获取计算所需信号,两个电压探头分别接输入和输出,用于检测MOSFET两端压降,电流探头用来检测流过MOSFET的电流。

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图1. 示波器探头连至MAX5976或MAX5978热插拔电路,示波器则利用测试结果进行计算

这个基本连接方式同样适用于非集成的热插拔电路。测试输入和输出电压的探头分别接到MOSFET的前面和后面(MAX5976的MOSFET在内部,MAX5978则是外置MOSFET),电流探头要与电路检流电阻串联。为了测到流经开关元件的精确电流值,电流探头应该放在输入电容后,输出电容前的位置。

MOSFET功耗

开关器件(通常是n沟道MOSFET)的功耗等于漏极/源极电压差(VDS)与漏极电流(ID)的乘积。图1中,VDS是通道2和通道1的差,ID是电流探头直接测量的结果。我们用的示波器(Tektronix® DPO3034)有一个专门的计算通道,可以通过如下(图2)菜单配置。

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图2. DPO3034数字示波器的高级计算菜单可以直接编辑计算公式

通过简单编辑一个公式,实现通道1与通道2之差乘以电流探头测得的值,从而得出MOSFET功耗。当热插拔电路使能后,输出电压以dV/dt的斜率接近输入电压,流经MOSFET的输出电容充电电流(ID)为:

ID = COUT × dV/dt

当输出电容为360μF,VIN = 12V时,MOSFET导通瞬间示波器屏幕截图如图3a所示。MAX5976将瞬时浪涌电流限制在2A。注意功率波形是一个下降的斜坡,开始于12V × 2A = 24W,当输出电压升至12V时降至0W,热插拔电路以恒定电流为负载电容充电,这正是我们所期望的。
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关键字:示波器  计算功能  热插拔电路

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0913/article_5905.html
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