嵌入式电源的安全调试

嵌入式电源将传统电源组件与多个传感器、处理和控制逻辑以及数字通信接口相结合。调试用测试设备需要使用隔离的输入信道测量危险电压。附加数字信道可用于分析数字信号,而触发和解码功能对于基于串行协议的通信接口的时间相关监控是至关重要的。

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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 个数字信道 (MSO) 和多种协议触发和解码选件(如 I2C 或 UART),因此它具有逻辑分析仪和协议分析仪的功能。

最高采样率为 5 Gsample/s,因此能够以高分辨率分析信号细节,例如快速跃迁信号。50000 waveforms/s 的快速波形捕获率可迅速捕获罕见的信号事件。基于电容式触摸屏的操作使用户能够直观地使用仪器。

应用

嵌入式电源

在移动应用(需要节省电源)和高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,或者需要确保高度可靠性)的驱动下, 提高电源效率的需求不断增加。

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,此接口基于双线 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, 以便远程配置转换器模块,包括输入和输出电压、电流分布或最大输出功率。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 选件的两个数字信道连接到 I2C 时钟和数据信号(I2C_SCL 和 I2C_SDA),并进行相关配置。

然后,设置两个数字信道的 I2C 协议解码

对于实际测量,针对 I2C 消息选择触发类型“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,如下面的屏幕截图所示。

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时间延迟。

摘要

R&S®Scope Rider 手持式数字示波器以最高的安全标准提供卓越的性能,并结合了 MSO 和协议触发以及解码选项等实验室仪器功能。

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嵌入式交流/直流转换器的升压,通过 PMBus/I2C 命令编程(C1:230 V 交流输入;C2:12 V 直流输出;C3:5 V 直流输出;C4:电源状态良好;D1:I2C_SCL;D0:I2C_SDA;B:I2C 总线解码)。