Testare gli alimentatori switching con un software

Il software UltraPower Analyzer costituisce, insieme agli oscilloscopi di Rigol serie DS/MSO2000, DS/MSO4000 e DS6000, e ai relativi sensori, una soluzione completa per la misurazione dei parametri degli alimentatori switching e consente di avere una prima idea generale del rispetto dei limiti definiti dalla norma Iec61000-3-2. Gli alimentatori switching sono molto diffusi in ambito consumer; se ne trovano, ad esempio, nei televisori, nelle illuminazioni alogene e in molti altri dispositivi di consumo. Nella fase di sviluppo, e anche in quella di produzione, i singoli parametri devono essere misurati e confrontati con una serie di dati predefiniti. Tutti gli alimentatori switching devono essere testati in base alla norma europea Iec 61000-3-2 e rispettare i valori limite specificati. Analogamente alla certificazione Emc (norme CISPR), anche in questo caso si può distinguere tra test di pre-conformità (principalmente nella fase di sviluppo) e prova di conformità (certificazione). Rigol è in grado di offrire soluzioni concorrenziali per quanto riguarda i test di pre-conformità, la compatibilità elettromagnetica e il settore della analisi della potenza. Il sistema di test è costituito da un software per Pc, un oscilloscopio, un sensore di corrente e di tensione da collegare al dispositivo in prova. Il software si occupa di tre tipi di misurazioni: misurazioni sull’ingresso (qualità dell’energia, armoniche e corrente d’inserzione); misurazioni sul commutatore (perdita del commutatore, area operativa sicura e modulazione); misurazioni sull’uscita (analisi dell’uscita del commutatore switching). L’esempio descritto di seguito riguarda la misurazione delle armoniche e delle armoniche di corrente. Di seguito le fasi da svolgere prima di procedere con le misurazioni.
- Smagnetizzazione e azzeramento dei sensori: per garantire misurazioni precise, i sensori (soprattutto quelli attivi) devono essere smagnetizzati e azzerati prima dell’uso.
- Correzione del ritardo temporale tra il canale di misurazione della corrente e della tensione (allineamento canali). Un eventuale ritardo temporale tra i sensori di corrente e di tensione (canale 1 e canale 2 dell’oscilloscopio) potrebbe compromettere la precisione di misurazione, pertanto è necessario effettuare una calibrazione del ritardo di canale. L’adattatore di calibrazione RPA246 e il software UltraPower Analyzer consentono di effettuare automaticamente tale calibrazione. A questo scopo un segnale a impulsi viene registrato contemporaneamente con il sensore di tensione e di corrente e determinato misurando su un oscilloscopio la differenza temporale tra i due segnali rilevati. I valori così determinati sono archiviati nel software e possono essere utilizzati per altre misurazioni. Questi dati possono essere salvati e ricaricati a ogni avvio oppure quando occorre ripetere la calibrazione dell’offset. La tensione/corrente di alimentazione dell’adattatore di correzione RPA246 è garantita da un oscilloscopio o un computer mediante un cavo Usb. Sono disponibili due opzioni di connessione (un loop di corrente grande e uno piccolo), in base al sensore di corrente utilizzato.

Ottimizzato per misurare alimentatori commutati
Come già spiegato, il software Ultra Power Analyzer prevede le misurazioni più importanti, necessarie per testare gli alimentatori switching. È disponibile, tra le altre cose, un supporto grafico online che illustra come e dove collegare i sensori per effettuare la misurazione selezionata. La Figura mostra un esempio di configurazione per la misurazione dei parametri di ingresso, tra cui qualità dell’energia, armoniche o corrente d’inserzione. L’utente può attivare e disattivare la visualizzazione del grafico mediante l’impostazione Tipps On/Off. Una volta terminati i preparativi e quando il dispositivo di test è pronto, si può procedere con le misurazioni. Alcune misurazioni richiedono l’impostazione di ulteriori parametri. La misurazione delle correnti armoniche richiede, ad esempio alcune informazioni:
- Frequenza di rete: questo è un valore importante perché costituisce la base delle armoniche da valutare.
- Definizione della classe dell’oggetto di prova secondo Iec61000-3-2: la norma distingue quattro classi di oggetti di prova (da A a D) ognuna delle quali deve essere valutata sulla base di valori limite differenti. Selezionando la classe questo punto del software, i limiti vengono regolati automaticamente.
- Tipo di armoniche da misurare: armoniche pari e dispari o tutte le armoniche dell’onda fondamentale.
- Visualizzazione: rappresentazione della misurazione in forma di curva (FFT) o di grafico a barre. Selezionando il grafico a barre, sono visualizzati i valori misurati reali (in verde) e i limiti dello standard (in blu).
- Definizione della funzione finestra: sono disponibili le finestre di Blackman-Harris, di Hanning o di Hamming, definite nello standard.

Presentazione dei risultati delle misurazioni
I risultati relativi alle armoniche di corrente sono rappresentati sotto forma di tabella e di grafico. La tabella contiene i numeri delle armoniche, i valori limite memorizzati standard, il valore misurato delle armoniche corrispondenti e la valutazione Pass/Fail. Viene visualizzata anche la distorsione armonica totale (fino alla 40° armonica). Il grafico indica il valore misurato effettivo il limite del relativo tipo (da A a D) nello spettro. Per facilitare la visione è possibile ingrandire la rappresentazione grafica. Dopo aver effettuato le misurazioni, è possibile esportare tutti i dati e i risultati o generare un rapporto di test automatico.

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