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    電源完整性測量研究對象和測量工作內容

    電源完整性測量研究對象和測量工作內容

    功率完整性,即功率完整性,過去屬于信號完整性分析的主題,但由于PI足夠復雜和關鍵,現在已經作為一個主題單獨研究。開關電源廠家利用現代電力電子技術,控制開關管開通和關斷的時間比率,維持穩定輸出電壓的一種電源,開關電源一般由脈沖寬度調制控制IC和MOSFET構成。24V開關電源是高頻逆變開關電源中的一個種類。什么是24V開關電源 24V開關電源就是用通過電路控制開關管進行高速的導通與截止.將交流電提供給變壓器進行變壓轉化為高頻率的交流電。12V開關電源主要檢查300V上的大濾波 電容 、整流橋各 二極管 及開關管等部位,抗干擾電路出問題也會導致保險燒、發黑。需要注意的是:因開關管擊穿導致保險燒一般會把電流檢測 電阻 和電源控制芯片燒壞。負溫度系數熱敏電阻也很容易和保險一起被燒壞。 快速準確地模擬電力完整性仍然是一個難以突破的問題。

      對于經濟高速發展數字控制電路和系統,PI的研究對象是學生電源進行分配企業網絡PDN(Power Distribution Network)。以筆記本電腦為例,AC到DC電源適配器供給以及計算機主板的是一個約16V的直流電源,主板上的電源管理分配社會網絡我們要把中國這個16V直流電源可以變成學習各種不同電壓的直流電源(如:+-5V, +1.5V, +1.8V,+1.2V等等),給CPU供電,給各個方面芯片設計供電。CPU和IC用電量存在很大,而且是動態耗電的,瞬時電流數據可能影響很大,也可能出現很小,但是由于電壓技術必須具有平穩(即紋波和噪聲問題必須采用較小),以保持CPU和IC的正常教學工作。這都對PDN提出了一些苛刻的要求。

    為了測量PDN性能,需要用示波器測試CPU和IC引腳的功率紋波和噪聲。 然而,為了準確地測量PDN的性能,還需要測試PDN的輸出阻抗(具有頻率的阻抗)和PDN的傳輸阻抗(也是具有頻率的阻抗),就像它描述單端口網絡或雙端口網絡PDN一樣。 由于目前的PDN大多是開關電源結構,因此也有必要對直流變換器測量PDN或鍵DC的環路增益。

    綜上所述,電力完整性是根據配電網的 pdn 來測量的。主要的測量包括四個部分:

    波紋和噪音的測量;

      輸出阻抗的測量;

      環路增益的測量;

      濾波處理器件(電容/磁珠等)性能進行參數的測量。

    電源的紋波和噪聲測量

      電源電壓紋波和電源系統噪聲是一個企業比較簡單容易出現混淆的概念,如下圖2所示,藍色波形為電源紋波,紅色波形為電源以及噪聲。電源紋波的頻率為開關工作頻率的基波和諧波,而噪聲的頻率主要成分含量高于紋波,是由板上芯片技術高速I/O的開關可以切換過程中產生的瞬態電流、供電公司網絡的寄生電感、電源控制平面和地平面設計之間的電磁環境輻射等諸多影響因素發展產生的。因此,在PMU側測量提供電源管理輸出為紋波,而在SINK端(耗電芯片端,如AP、EMMC、MODEM等)測量的是電源噪聲。

      今天的電子控制電路(比如通過手機、服務器等領域)的切換速度、信號擺率比以前更高,同時中國芯片的封裝和信號擺幅卻越來越小,對噪聲可以更加敏感。因此,今天的電路設計者們比以前會更關心電源噪聲的影響。實時示波器是用來研究進行工作電源噪聲測量的一種比較常用工具,但是我們如果企業使用管理方法就是不對可能會發展帶來經濟完全沒有錯誤的測量分析結果。

    由于電源噪聲帶寬很寬,所以很多人會選擇示波器來進行電源噪聲測量。 然而,實時寬帶數字示波器及其探頭都有其固有的噪聲,這一點不容忽視。

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