Uso de un osciloscopio digital para probar los pasos del método de fuente de alimentación conmutada
Para quienes están acostumbrados a realizar mediciones de gran ancho de banda con osciloscopios, las mediciones de la fuente de alimentación pueden parecer simples debido a su frecuencia relativamente baja. En realidad, existen muchos desafíos en las mediciones de potencia que los diseñadores de circuitos de alta velocidad nunca tienen que enfrentar.
El voltaje a través del dispositivo de conmutación puede ser alto y "flotante", es decir, noconectado a tierra. El ancho del pulso, el período, la frecuencia y el ciclo de trabajo de la señal pueden variar. Las formas de onda deben capturarse y analizarse para detectar anomalías. Este es un requisito exigente para los osciloscopios. Sondas múltiples: también se requieren sondas de un solo extremo, sondas diferenciales y sondas de corriente.El instrumentodebe tener una gran memoria para tener espacio para registrar los resultados de adquisiciones largas y de baja frecuencia. Y puede ser necesario capturar diferentes señales con amplitudes muy variables en una sola adquisición.
Fundamentos de la fuente de alimentación conmutada
La arquitectura de alimentación de CC dominante en la mayoría de los sistemas modernos es la fuente de alimentación conmutada (fuente de alimentación de modo conmutado), que es bien conocida por su capacidad para hacer frente de manera eficiente a cargas variables. La ruta de la señal de energía eléctrica de una fuente de alimentación conmutada típica incluye dispositivos pasivos, dispositivos activos y componentes magnéticos. Las fuentes de alimentación conmutadas utilizan la menor cantidad de pérdidascomponentescomo sea posible (por ejemplo,resistenciasy transistores lineales) y utilizan principalmente (idealmente) componentes sin pérdidas: transistores de conmutación,condensadoresy componentes magnéticos.
El equipo de fuente de alimentación conmutada también tiene una sección de control, que incluye componentes como un regulador de modulación de ancho de pulso, un regulador de modulación de frecuencia de pulso y un circuito de retroalimentación1. La sección de control puede tener su propia fuente de alimentación. HIGO. 1 es un esquema simplificado de una fuente de alimentación conmutada que muestra la sección de conversión de energía eléctrica, que incluye componentes activos y pasivos, así como 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) con 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 tanto en estado encendido como apagado, lo que da como resultado una alta eficiencia y una baja generación de calor. Los dispositivos de conmutación determinan en gran medida el rendimiento general de una fuente de alimentación conmutada. Las mediciones clave de los dispositivos de conmutación incluyen: pérdidas de conmutación, pérdida de potencia promedio,seguroárea de operación y otros.
