电源软启动分析

您的任务

现代开关电源具备软启动功能，能够限制施加到电源驱动的压力，并防止电源在达到稳态条件时出现过冲。在使用开关电源 (SMPS) 变换器的电池应用中，如果软启动功能无法限制输入电流，电池的使用寿命则会缩短。软启动功能通常通过控制器集成电路提供，并且可使用数个外部组件进行配置。现在，越来越多的创新电源设计基于数字控制电路，用户必须开发软启动功能。因此，设计人员必须验证软启动功能。

罗德与施瓦茨解决方案

R&S®RTM3000 和 R&S®RTA4000 示波器提供 PWM 跟踪分析功能，可以在电源启动期间跟踪测得的占空比信息。设计人员获得关于开关设备逐周期控制信号的详细信息。借助此功能，无需连接功率级即可实施并验证软启动算法。这样能够非常轻松地开发和测试软件，并独立于功率级设计。跟踪 PWM 信号还有助于用户在连接功率级之前更加信赖实施的软启动算法。这种方法有助于防止对功率级组件施加过多压力。

测量装置

要设置软启动测量，只需在电源的开关元件中使用电压探头。在简单的降压变换器设计中，首选使用开关元件栅极。

设备设置
将探头连接到被测电路之后，按以下说明进行测量：

• 将触发模式设置为正常模式，激活单次触发采集
• 设置合适的采集时间
• 设置合适的水平刻度
• 设置合适的触发电平
• 在数学菜单中，使用 PWM 控制信号激活“跟踪脉冲宽度”
• 配置通道 2 以测量输出电压。此仅为参考信号
• 开启输入电压，启动电源

测量结果
通道 1 显示连接的 PWM 控制信号。数学通道显示控制信号的占空比。通道 2 显示变换器的输出电压，并仅进行测量以对比使用数学信号时的输出电压。
值得注意的是，输出电压曲线的上升时间与跟踪曲线图的时间非常相近。
但是，这种跟踪测量的绝佳优势在于跟踪曲线能够清楚显示每个开关周期的占空比。控制器的软启动算法限制占空比曲线图的上升时间。输出电流与占空比曲线图显示一致。但是，不同于直接输出电压测量，用户可以轻松观测到所有错误生成的占空比。在输出电压曲线图中，由于输出滤波器抑制短时事件，因此用户难以观测到斜坡中的尖峰。

总结

R&S®RTM3000 和 R&S®RTA4000 示波器提供出色的跟踪功能，有助于设计人员在电源变换器的启动过程中验证软启动。该功能可提供每个周期中 PWM 信号的详细信息，确保轻松观测到尖峰或其他异常。如果软启动功能基于数字设计，则在开发功率级之前跟踪功能即可在设计过程中为设计人员提供帮助。成熟算法可防止损坏功率级元件。

一流的跟踪功能可在不同的功率电子应用中显示所有随时间变化的 PWM 调制信号。