嵌入式电源的安全调试

您的任务

评估由两个可编程转换器构建的嵌入式交流/直流电源的性能。在电源接通时，监控转换器的输入和输出信号，并与协议和控制接口作时间相关性分析。

测试与测量解决方案

R&S^®Scope Rider 手持式数字示波器将隔离型手持式示波器的优点与先前只有现代实验室级示波器才具有的功能集于一体。

每个绝缘输入通道可提供高达 500 MHz的带宽，并且可在高达 CAT IV 600 V/CAT III 1000 V的环境中进行测量。

R&S^®Scope Rider 有 8 个数字通道 (MSO) 以及多种协议触发和解码选件（例如 I²C 或 UART），因此具有逻辑分析仪和协议分析仪的功能。

示波器的最高采样率为 5 Gsample/s，因此能够以高分辨率分析快速跃迁信号等信号的细节。50000 波形/秒的快速波形捕获率支持迅速捕获罕见的信号事件。用户能够通过电容式触摸屏直观地使用仪器。

应用

嵌入式电源

提高电源效率的需求不断增加。原因在于移动应用需要节省电源，大功率行业或数据存储应用需要迅速应对不断变化的功率需求，或确保高度可靠性。

嵌入式电源包括传统的交流/直流或直流/直流转换电源，以及数字监控、处理和通信组件。主系统可以与嵌入式电源通信，以便设置和调整参数或监控温度或过载状态等关键特征。

PMBus 是常见的嵌入式电源通信接口，基于双线 I²C 通信接口的物理层。

嵌入式交流/直流电源的评估

在以下示例中，两个高性能 500 W 交流/直流转换器模块在一个电源中合路。这两个模块都具有独立的数字控制系统，并将标准 I²C 总线上的 PMBus 协议接口作为通信接口。由于两个模块都有各自的 I²C 地址，所以可以向其发送专门的 PMBus 命令。这可以远程配置转换器模块，包括输入和输出电压、均流或最大输出功率。用户也可以详细监控整体电源装置。

初步评估时，先分析电源的开启性能。当 I²C 总线传输数据 80 h时，接通电源。为了进行评估，必须根据与 I²C 编程命令的时间相关性，监控转换器输入（230 V 交流）、两条输出线（+5.0 V 和 +12.0 V）以及电源良好状态信号。

使用 R&S^®Scope Rider 的测量装置

对于所讨论的测量，需要将 R&S^®Scope Rider 的输入通道连接到电源输入和输出线以及电源良好状态信号。R&S^®Scope Rider 的隔离通道非常重要，可以在交流/直流转换器的一次测量时保护用户免受危险电源电压的伤害。将 R&S^®Scope Rider 的 MSO 选件的两个数字通道连接到I²C 时钟和数据信号（I²C_SCL 和 I²C_SDA），并进行相关配置。

然后，设置两个数字通道的 I²C 协议解码

在实际测量中，针对 I²C 消息选择触发事件“Start”。在“Single”触发模式下，R&S^®Scope Rider 响应用户发出的 I²C 命令，并获取电源的启动序列，具体如下方屏幕截图所示。

该屏幕截图显示了两个输出电压的斜坡和电源良好状态信号，表明电源已接通，设备可以运行。其他特征可以通过光标或自动测量进行验证，比如与 I²C 命令有关的各输出斜坡的延时。

总结

R&S^®Scope Rider 手持式数字示波器具有符合最高安全标准的优越性能，兼具 MSO 以及协议触发和解码选件等实验室仪器功能。