安全工作区域通过监测设备极限,改善可靠性

力科应用简介No.LAB440安全工作区域通过监测设备极限，改善可靠性每个开关设备都有设备制造商指定的最大电压、最大电流和电大功率，这些数据出现在技术应用指南中。电源的可靠性取决于其不超过这些极限。在图1中，上面的曲线显示了MOSFET的漏极-源极电压，下面的曲线显示了MOSFET的漏极电流波形。电流幅度对电压幅度显示为XY曲线，称为安全工作区域曲线(SOA)。XY曲线的左下角显示了零电流和零电压。XY曲线的右上角显示了最大功率。力科PMA2电源测量分析软件提供了SOA曲线。由于力科示波器中提供的长存储器，它可以发现在事件后几个周期内发生的SOA违规，如短路或启动。这些低占空比事件可能会有问题。如果没有发现这些问题，它们可能会在长期内使设备性能下降，降低系统的可靠性。图2显示了20ms内获得的SOA曲线。注意长采集存储器保持与图1中使用的相同的1GS/s采样率。图1–一个电源开关周期的安全工作区域曲线。图2整个AC线路周期的SOA曲线(市电)。SOA曲线中主要关注的是确定设备是否超过最大额定电压、电流或功率。在图3中，开关式电源的稳态操作得到了所示的SOA曲线。此外，各个参数显示了整个波形的最大电流、电压和功率。我们使用稳态条件下使用的相同的电压和电流标度绘制电源启动的SOA曲线，结果显示的特点有很大的差异。SOA曲线形状显示较原点的漂移更大。这表明设备的压力要更大。注意，峰值电压从252V提高到了292V。峰值电流为1.3A，而稳态下的峰值电流为0.617A。MOSFET的最大功耗从57.92W提高到105.24W。X-Stream™示波器拥有一系列功能，可以与PMA2软件结合使用，协助进行分析和调试。可以自动测试峰值，自动监测超出规范的条件。通过自动滚动缩放曲线，用户可以在逐个周期基础上播放长波形，查看对SOA曲线的影响。图3使用最大参数测量最大电压、电流和功率。图4电源启动的SOA曲线，显示了更严格的电压、电流和功率范围。