在任何情况下，稳定运行对于电源转换器来说都是必不可少的。大多数转换器类型都有不同的工作条件，例如负载阶跃、启动/关闭序列和输入电压变化。除了标准反馈控制环路外，集成脉冲宽度调制 (PWM) 控制器还提供扩展功能，例如线路前馈环路控制和软启动控制。

　　这些扩展的控制功能可改善特定条件下的调节。这种复杂的调节系统需要智能方法来确保转换器在所有模式下都能正常运行。丰富的专业知识和正确的测量工具对于识别和定位系统中的意外事件至关重要。

　　必须在所有操作模式下验证电源转换器的设计和稳定性。通常，脉冲宽度调制 控制器提供多种功能，这可能会增加复杂性并需要智能验证方法。示例包括线路前馈环路控制和软启动控制。软启动控制是一种特定模式：当转换器启动时，正占空比逐渐增加，以平稳地提高输出电压，从而限制浪涌电流和整体电气应力。

　　在此时间范围内，占空比从低值变化到高值，直到输出电压达到稳定状态。一旦完成该序列，标准控制反馈环路就会将输出电压调节到目标值。此外，当输入电压快速变化时，线路前馈环路可能会处于活动状态以优化输出电压调节。两种控制机制共存，使得检测和定位意外或不稳定的操作变得困难。开关转换器设计中自然存在噪声，可能导致环路调节不当。控制环路中的这种不稳定性可以通过触发电压变化来检测，或者更好的方法是通过监控正占空比的宽度来检测，因为占空比用于调节发电厂以保持输出电压恒定。在如此复杂的控制系统中，必须具有复杂的触发能力才能检测出任何异常事件。

　　具有复杂触发功能的示波器

　　测试工程师需要基于数字触发技术的示波器来完成这项艰巨的任务。罗德与施瓦茨为其 MXO 4 和 MXO 5 示波器系列配备了灵敏的 0.0001/div 数字触发器。它们在高清模式下提供高达 18 位的分辨率。由于两个触发条件对于在软启动期结束后发现正占空比的变化至关重要，因此示波器还允许定义复杂的触发条件。图 1 显示了转换器启动时的触发条件。

　　触发条件 A 检测软启动斜坡的结束，并配置为窗口触发器。输出电压必须在定义的范围内。条件 B 的触发类型可以基于 PWM 脉冲宽度。

　　宽度触发器将检测正占空比定义范围之外的任何值。由于线路前馈控制滤波器设计不当，这种情况很容易发生。但是，如果转换器处于稳定状态，则不会出现明显的占空比变化。如果正占空比由于意外事件而偏离有效范围，则条件 B 将触发并停止采集。这有助于隔离此特定事件，用户可以发现此不规则控制事件的根本原因。

　　分析 DC/DC 开关转换器行为

　　使用具有同步整流的全桥拓扑 DC/DC 开关转换器来展示 R&S MXO 5 的复杂触发。使用 R&S MXO 4 示波器进行处理是相同的。隔离转换器以 100 kHz 的开关频率运行，并将 48 V 的输入电压转换为 12 V 的输出电压。输出电流最大为 8 A。此应用中使用的数字控制器使用户能够激活、停用和修改线路前馈控制。

　　设备设置步骤

　　要配置复杂触发器：

　　设置合适的通道，包括选择合适的探头

　　激活触发序列并定义适当的重置超时(图 2)

　　将触发器A定义为窗口类型，包括上电平和下电平，用于在启动过程中捕捉软启动的结束(图3)

　　激活正占空比测量功能并定义参考水平，例如电压的 20/50/80%

　　将触发器B定义为宽度类型，并设置宽度和增量时间(图4)

　　激活占空比测量功能，包括跟踪功能

　　测量负载瞬变

　　设置完成后，转换器启动，并执行软启动程序。一旦触发器检测到条件 A 的有效触发，仪器就会等待占空比测量中的任何变化。假设软启动后负载恒定，仪器将不会在条件 B 触发，因为占空比应该保持恒定。

　　为了展示这个复杂的触发序列，在转换器控制器内部激活了线路前馈功能，但数字滤波器设计不当。结果，仪器也在条件 B 下触发。记录的测量结果如图 5 所示，其中在通道 1 上测量输出电压，在通道 3 上测量输入电压。通道 2 显示控制器的内部信号，该信号将输入电压反映到次级侧。M2 通道显示通过数学函数由低通滤波器滤波的通道 2。此外，PWM控制信号(通道 4)和正占空比轨迹波形显示在底部窗口中。

　　软启动序列过去三毫秒后，仪器在条件 B 下触发，因为占空比显示正阶跃，然后是负下降。只有当线路前馈激活时，才会出现此占空比变化。下一步是优化采集长度，由于触发序列复杂，现在已可实现。结果如图 6 所示。

　　这样，用户可以看到更多细节，准确度更高，从而更好地理解系统。用户可以启动流程并高效地找到根本原因。

　　识别异常事件

　　为了识别电源转换器控制环路中的异常事件，测试工程师需要一台具有数字触发技术的示波器。这些仪器使他们能够有效地定义复杂的触发事件以隔离根本原因。此外，他们还应选择具有大内存的示波器，以便添加其他功能，例如跟踪占空比，其中需要在较长的采集时间内保持较高的采样率。