Técnicas de caracterización de fuentes de alimentación conmutadas

Estabilidad del suministro de energía

Un buen diseño de fuentes de alimentación debe entregar constantemente los valores de voltaje y corriente requeridos en el rango de valores de impedancia de carga esperados. Es posible que una fuente de alimentación inestable no pueda regular su salida adecuadamente y que los circuitos que alimenta funcionen de manera errática o no funcionen en absoluto. Afortunadamente, existen pruebas sencillas que puede realizar para validar su diseño y garantizar la estabilidad en el rango de impedancia de carga deseado.

Estabilidad de la fuente de alimentación: respuesta al paso de carga

Una buena prueba principal para la estabilidad de la fuente de alimentación es la respuesta al paso de carga. Esta prueba utiliza una carga electrónica de CC para aplicar una carga variable a la fuente de alimentación bajo prueba y un osciloscopio para medir la respuesta de la fuente de alimentación.

Estabilidad de la fuente de alimentación: diagrama de Bode

Otra forma común de determinar la estabilidad de una fuente de alimentación es construir una curva de respuesta de frecuencia, o diagrama de Bode, de la fuente de alimentación.

Este proceso implica inyectar una señal conocida en el diseño y medir la amplitud de salida (ganancia) y el cambio de fase resultantes. Cambie la frecuencia de la señal conocida y mida la amplitud (ganancia) y la fase nuevamente. Este proceso se repite hasta cubrir el rango de frecuencia de funcionamiento. Luego, los datos de ganancia y fase se trazan en un eje de frecuencia común, lo que le permite analizar la estabilidad de los datos.

Eficiencia de la fuente de alimentación:

Muchos diseños electrónicos requieren una fuente de alimentación que proporcione un voltaje conocido en un rango de carga y condiciones de corriente específicos. La eficiencia del suministro es a menudo una característica de diseño importante. Un diseño más eficiente convierte la potencia de entrada en un mayor porcentaje de potencia de salida que un diseño menos eficiente. La mayoría de las pérdidas de una fuente de alimentación se producen en forma de calor dentro de la fuente de alimentación, por lo que los diseños más eficientes tienden a funcionar a menor temperatura, tienen mejor estabilidad y una vida útil más larga. En muchos casos, aumentar la eficiencia simplemente tiene sentido. Esto es especialmente importante para aplicaciones que requieren energía de batería, como sensores remotos de IoT o módulos de comunicación que necesitan funcionar durante largos períodos de tiempo.

Para desarrollar diseños más eficientes, es necesario saber cómo medir la eficiencia del suministro de energía.

Análisis de potencia: el diseño del convertidor de potencia

Se ha convertido en una parte importante del desarrollo de productos electrónicos. Los requisitos de diseño modernos han aumentado la importancia de fuentes de alimentación que sean más eficientes, más confiables y tengan menores emisiones electromagnéticas (EMI) que los diseños anteriores. Esto es especialmente cierto para los diseños que utilizan fuentes de alimentación de modo conmutado (SMPS) particularmente ruidosas. Los ingenieros de diseño de fuentes de alimentación altamente especializados pueden medir manualmente muchos de los parámetros SMPS, pero esto requiere mucho tiempo y es inconveniente.

Para reducir el tiempo de comercialización y maximizar la eficiencia técnica, los osciloscopios SIGLENT SDS6000A, SDS5000X y SDS2000X Plus ofrecen opciones de análisis de energía que estandarizan, automatizan y aceleran las mediciones y simplifican las pruebas de suministro de energía. Ahora usted puede hacerlo.