辅助偏置电源启动时序的精确验证

离线AC/DC电源的偏置电源电路设计至关重要，因为它们对电源启动时序有影响。由于偏置电容是通过整流脉动直流电压源以非常低的恒定电流进行充电的，因此这一过程需要相对较长的时间。在电容完成预充电且偏置电源超过内部开启阈值后，控制器可以开始开关操作。几毫秒后，辅助绕组提供偏置电压。在正常工作中，该辅助绕组提高了转换器的效率。然而，由于偏置电容在恒定电流充电完成后只能提供有限的能量，因此在开关操作通过辅助绕组提供足够的功率之前，可能会发生欠压事件。在验证重叠转换器功能时，测量输入电压、直流偏置电压、PWM信号和输出电压至关重要。在电流源激活的长时间启动时序中，必须检测到任何异常，如错误激活的状态信号。如何解决这个任务，需要在数百毫秒内保持高采样率和足够的垂直分辨率。

海洋仪器给出的解决方案为：

罗德与施瓦茨（R&S）的MXO3、MXO4和MXO5系列示波器凭借超大标配存储深度，即便在慢时基设置下仍能以高采样率捕捉细节，因此是完成此项任务的理想选择。

在评估偏置电压的开启/关闭阈值时，12位ADC的垂直分辨率提供了被测电压水平的更多细节。

结合高灵敏度的数字触发系统，可以捕捉到远距离的触发事件，以便在调节器在几百毫秒后开始切换操作时，精确捕捉到关键的重叠事件。缩放功能可用于查看PWM脉冲高采样率下的细节。图1展示了一个典型的启动时序。

应用程序

基于反激式变换器的50 W离线AC/DC电源用于测量20 V输出电压的启动时序。该电路提供智能恒流功能，以优化启动时序。在完成长时间恒流操作并超过16.7 V的开启阈值电压后，控制器将运行内部软启动时序。当时序成功完成后，电源将进入稳态状态。

设备设置

在启动之前，需要完成若干任务：

合适的通道设置，并确保选择合适的探头

定义一个窗口触发来捕获控制器开启事件

激活输入和输出电压之间的延迟等测量功能

光标设置用于测量信号电平

为了高精度测量具有陡峭边沿的PWM开关频率 (约300 kHz)，必须定义一个≥100MS/s的高采样率

设置足够的记录长度以捕捉整个时序

在启动测量期间，必须为电源定义一个合适的负载，并为电源提供交流电源

测量启动时序

配置完成后，打开交流电源以开始测量。一旦触发检测到偏置电压的最小开启阈值，屏幕（见图2）中就会显示波形。顶部窗口展示了整个时序，并显示了输入和输出电压（通道1和4）之间的延迟。这里的持续时间为585毫秒，还可以看到进入稳态运行前所需的电源时间。使用缩放功能可以查看更多信号细节。将光标移动到图像上，会显示偏置电压（通道2）的最大开启阈值，即17.4伏，以及关闭电压10.6伏。这个水平超过了规格文件中的10.4伏，确保了辅助电源提供的偏置电压足够快。

PWM脉冲（通道3）详细说明了控制器的工作原理。同一测量数据的另一个缩放窗口显示了转换器稳态区域中的PWM脉冲（见图3）。将光标移动到该区域上，即可显示稳态的频率。可以调整缩放以查看时序中的其他重要点。

这种复杂的测量只有MXO系列的大存储才能实现。仅使用了80 Mpoints。更长的启动时序或更高的采样率也可以被验证。

总结

MXO系列非常适合验证较长的启动时序，在这些时序中，需要针对较长的记录时间进行高度详细的分析。其出色的标准大存储与12位分辨率相结合，可用于对关键启动时序进行高度详细的分析。