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Leistungselektronik
Über einen 100:1-Spannungsteiler tastkopf mit einer Spannungs
festig keit von mindes tens 1000 V wird das Oszilloskop an
den MOSFET angeschlossen. An den Haupt ausgang der Stromversorgung
wird eine auf 0 eingestellte elek tro nische Last angeschlossen.
Ein auf Spannungsmessung eingestelltes Multimeter
befindet sich am Ausgang, ein zweites, auf Strom messung eingestelltes
Multimeter wird in den zur Last führenden Ausgangsstrompfad
eingeschleift. Das Multimeter mit der höchsten Auflösung
misst den Ausgangsstrom.
Die Wechselspannungsquelle wird wieder an den Eingang der
Strom ver sor gung angeschlossen. Stelltransformator oder die
Wechselspannungsquelle müssen auf 0 V stehen. Die Spannung
der Wechselspannungsquelle wird bis zur spezifizierten Mindesteingangsspannung
erhöht und die Ausgangslast bis auf 25 Prozent
der Volllast.
Test bei Volllast
Besitzt eine Schal tung mehrere Aus gänge müssen die Mindestlastwider
stände durch eine elek tronische Last ersetzt werden. An jeden
Ausgang werden zwei Multimeter angeschlossen, eines für
Spannungs- und eines für Strom messung. In unserem Beispiel mit
vier Aus gängen sind acht Multimeter erforderlich, von denen
mindes tens vier über eine hoch auflö sende Strom mess funk tion
verfügen sollten. Für die Spannungsmessungen genügt ein Multimeter,
das der Reihe nach an die einzelnen Aus gänge angeschlossen
wird. Um auszuschließen, dass die Ausgangs spannungen auf
Werte außerhalb der Spezi fi ka tionen ansteigen, wird aus jedem
Ausgang ein kleiner Strom entnommen. Die Lasten sämtlicher
Ausgänge werden bis zur jeweiligen Volllast erhöht. Sind alle Ausgänge
stabil und die Ausgangs spannungen inner halb der spezi fizierten
Toleranzgrenzen, liefert die Strom ver sor gung ihre maximale
Dauer-Ausgangs leis tung. Es empfiehlt sich, auch den Wirkungsgrad
der Strom ver sor gung zu über prüfen.
Messung der Drain-Spitzen spannung
Für die Drain-Spitzen spannung muss am Oszilloskop eine schnellere
Zeitbasis gewählt und auf Anstiegsflanke der Drainspannung
getriggert werden. Ausgehend von Triggerbetriebsart Normal wird
der Triggerpegel erhöht bis das Oszillo skop gelegentlich auf die
höchste Spitze der MOSFET-Drain-Span nung triggert. Anschließend
wird die Eingangs wechsel spannung in 50-Volt-Schritten bis
zur maxi malen Netz span nung erhöht und die Spitzen spannung
gemessen. Liegt diese über 650 V DC
wird die Eingangsspannung
nicht weiter erhöht, um die Sperr span nung des MOSFETs nicht zu
überschreiten. Muss der Test abgebrochen werden, bevor die maximale
Netzspannung erreicht ist, ist entweder die Klemm schal tung
unpassend dimensioniert, oder der Transformator weist eine höhere
Streu induk tivi tät auf.
Normaler weise startet die Strom ver sor gung ab einer Eingangsspannung,
die zwischen den beiden Grenz werten liegt, die durch
die Toleranzen des Controllers und der UV-Wider stände bestimmt
sind. Sie sollte auch starten, bevor die Eingangs wechsel spannung
die spezi fi zierte Mindest eingangs spannung der Strom ver sor gung
erreicht.
Nach dem Starten der Strom ver sor gung wird die Eingangswechsel
spannung bis zur spezi fizierten Mindest eingangs spannung
erhöht und der Hauptausgang voll belastet. Beim allmählichen
Überlasten des Ausgangs darf die Drain-Spitzen spannung niemals
die MOSFET-Sperr spannung von 650 V überschreiten. Falls doch,
muss die Klemm schal tung überarbeitet werden.
Bei Erreichen der maxi mal zuläs sigen Überlastleis tung versagt
die Ausgangsregelung. In diesem Fall sollte die Strom ver sor gung
auto ma tisch neu starten oder sich dauerhaft abschalten. Bei Anzeichen
von Überhitzung sollte der Test sofort abgebrochen und die
Schal tung abgekühlt werden.
Zum Überprüfen der Signal formen der Drain-Span nung und
des Drain-Stroms wird die Eingangsspannung bis zum spezi fizierten
Maximal wert bei voll belastetem Ausgang erhöht. Mit der
Triggerbetriebsart Normal wird auf die Anstiegsflanke der Drain-
Span nung getriggert. Der Triggerpegel wird bis auf den höchsten
Wert erhöht bei dem das Oszillo skop im Normalbetrieb noch triggert.
Anschließend schaltet man die Eingangs wechsel spannung
aus und wieder ein. Diese Prozedur wird wiederholt und der Triggerpegel
erhöht bis zur höchsten Spitzenspannung, die beim erneuten
Einschalten der Eingangs wechsel spannung beobachtet
wurde.
Bilder: Power Integrations
Bild 6: Extrapolation
von der Raumtemperatur
zur maximal
zulässigen Umgebungstemperatur.
Bild 5: Messung der Umkehrspannung über einer Ausgangsdiode.
Bild 7: Konservative
Maximaltemperaturen
bei der höchstzulässigen
Umgebungstemperatur.
34 elektronik industrie 05/2013
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