Cómo utilizar un osciloscopio digital para probar una fuente de alimentación conmutada
Osciloscopio y medidas de potencia.
Para aquellos acostumbrados a realizar mediciones de gran ancho de banda con un osciloscopio, las mediciones de la fuente de alimentación pueden resultar sencillas debido a su frecuencia relativamente baja. De hecho, existen muchos desafíos en la medición de potencia que los diseñadores de circuitos de alta velocidad nunca tienen que enfrentar.
Todo el cuadro puede estar en alto voltaje y "flotante", es decir, no conectado a tierra. El ancho del pulso, el período, la frecuencia y el ciclo de trabajo de la señal cambiarán. La forma de onda debe capturarse y analizarse fielmente para encontrar anomalías en la forma de onda. Esto es exigente para el osciloscopio. Sondas múltiples: se requieren sondas de un solo extremo, sondas diferenciales y sondas de corriente. El instrumento debe tener una memoria grande para proporcionar espacio de registro para resultados de adquisición de baja frecuencia a largo plazo. Y puede ser necesario capturar diferentes señales con amplitudes muy variables en una sola adquisición.
Conceptos básicos de la fuente de alimentación conmutada.
La arquitectura de energía de CC dominante en la mayoría de los sistemas modernos es la fuente de alimentación conmutada (fuente de alimentación conmutada), que es bien conocida por su capacidad para manejar cargas cambiantes de manera efectiva. La ruta de la señal de potencia de una fuente de alimentación conmutada típica incluye componentes pasivos, componentes activos y componentes magnéticos. Las fuentes de alimentación conmutadas utilizan la menor cantidad posible de componentes con pérdidas (como resistencias y transistores lineales) y utilizan principalmente (idealmente) componentes sin pérdidas: transistores de conmutación, condensadores y componentes magnéticos.
El equipo de fuente de alimentación conmutada también tiene una parte de control, que incluye un regulador de modulación de ancho de pulso, un regulador de modulación de frecuencia de pulso y un bucle de retroalimentación 1 y otros componentes. La sección de control puede tener su propia fuente de alimentación. La Figura 1 es un diagrama esquemático simplificado de una fuente de alimentación conmutada, que muestra la parte de conversión de energía, incluidos dispositivos activos, dispositivos pasivos y componentes magnéticos.
La tecnología de fuente de alimentación conmutada utiliza dispositivos de conmutación de semiconductores de potencia, como transistores de efecto de campo de óxido metálico (MOSFET) y transistores bipolares de puerta aislada (IGBT). Estos dispositivos tienen tiempos de conmutación cortos y pueden soportar picos de voltaje inestables. Igualmente importante es que consumen muy poca energía, son muy eficientes y generan poco calor, ya sea en estado encendido o apagado. Los dispositivos de conmutación determinan en gran medida el rendimiento general de una fuente de alimentación conmutada. Las principales medidas de los dispositivos de conmutación incluyen: pérdida de conmutación, pérdida de potencia promedio, área de operación segura y otras.
