[2] Pomiary mocy oscyloskopem Rigol DS2002 – Ultra Power Analyzer

W tym momencie wszystkie sondy pomiarowe powinny być już dołączone do badanego urządzenia. Należy pamiętać o ustawieniu jednorazowego wyzwolenia z kanału mierzącego prąd i nacisnąć przycisk SINGLE znajdujący się na płycie czołowej oscyloskopu. Teraz można już włączyć badane urządzenie. Spowoduje to jednorazowe wyzwolenie, na którym będzie uchwycona faza rozruchowa. Jeśli nie jest znany czas jej trwania, trzeba będzie metodą prób i błędów dobrać podstawę czasu tak, aby całe zjawisko zostało zamieszczone na ekranie. Po włączeniu urządzenia, przebieg pojawi się na ekranie oscyloskopu, ale jeszcze nie będzie widoczny w oknie programu „Ultra Power Analyzer”. Dane zostaną przesłane do komputera dopiero po naciśnięciu przycisku ekranowego OK (rys. 13). Zobaczymy wówczas ten sam oscylogram, który jest widoczny na oscyloskopie, a na jego podstawie program obliczy trzy parametry: maksymalny zmierzony prąd w fazie rozruchu, energię całkowitą i moc średnią. Dwa ostatnie parametry w postaci, w jakiej są prezentowane w programie „Ultra Power Analyzer” nie charakteryzują jednak jednoznacznie zjawisk obserwowanych w fazie rozruchu. Pierwszy z nich – „Total Energy” To energia całkowita zmierzona w przedziale czasu zarejestrowanym w trakcie pomiaru. Energia ta jest równa scałkowanemu po czasie iloczynowi u(t)*i(t)*t. Od razu widać, że przy stałym zakresie całkowania (zajmującym cały ekran), przesunięcie w prawo punktu wyzwolenia będzie skutkowało zmniejszaniem obliczonej energii całkowitej, gdyż jest do niej wliczana zerowa energia w stanie spoczynkowym (nie jest wówczas pobierany żaden prąd). Przedstawiono to na rys 15a..c. Dodatkowo na wynik będzie też miała wpływ nastawa podstawy czasu, gdyż zmienia się zależny od niej zakres całkowania. Z tych samych powodów problem ten dotyczy też, mocy średniej („Average Power”).

 

a)

b) 

 

c)  

Rys. 14. Wyniki pomiaru „Inrush Current” przy różnych przesunięciach punktu wyzwalania

 

Jeśli użytkownika interesuje pomiar energii całkowitej i mocy średniej, ale tylko w fazie rozruchowej, konieczne będzie wykonanie dwóch pomiarów. Pierwszy z nich przebiega tak, jak to opisano wyżej, z tym że – mówiąc obrazowo – punkt wyzwalania należy ustawić na lewej krawędzi ekranu. Odpowiada to pomiarowi z rys. 15a. Następnie należy powtórzyć pomiar dla stanu normalnej pracy urządzenia (rys. 15). Energia i średnia moc w fazie rozruchu będzie równa różnicy powyższych pomiarów. Zakładamy przy tym dobrą powtarzalność zjawisk.

 

Rys. 15. Wyniki pomiaru „Inrush Current” w stanie normalnej pracy układu badanego

 

Problem mógłby być dość prosto rozwiązany przez wprowadzenie definiowanego przez użytkownika, na przykład za pomocą kursorów, zakresu całkowania zarówno w oprogramowaniu firmowym oscyloskopów Rigola, jak też w programach komputerowych. Ale na to musimy chyba jeszcze trochę poczekać. Ciekawe, swoją drogą, ile, gdyż opcje takie są już dość powszechne w wyrobach innych znanych producentów.

W następnej, ostatniej już części cyklu opisane zostaną pomiary strat mocy przełączania oraz specjalna funkcja sprawdzająca spełnienie warunku pracy w obszarze bezpiecznym dla tranzystora kluczującego.

Jarosław Doliński

 

O autorze