In un mondo sempre più esigente di funzionalità avanzate, i dispositivi elettronici di uso quotidiano richiedono sempre più energia per soddisfare le esigenze dei consumatori. Gli ingegneri devono quindi progettare dispositivi in grado di offrire nuove funzionalità, ma ciò comporta un aumento del consumo di energia.
Per garantire la sicurezza dei dispositivi elettronici, gli alimentatori sono dotati di importanti funzioni di sicurezza DC power supplies, come le sovratensioni (SE) e le sovracorrenti (SC). Queste funzioni sono fondamentali per proteggere il dispositivo sotto test (DUT) da eventuali danni causati da tensioni superiorI.
Con l'avanzare della tecnologia e delle funzionalità dei dispositivi, cresce anche la richiesta di potenza durante i test. Le nuove applicazioni richiedono sempre più energia, e per questo motivo gli alimentatori a corrente continua (CC) devono essere in grado di fornire una potenza sempre più elevata.
Questa esigenza di potenza maggiore riguarda una vasta gamma di applicazioni di test ad alta potenza, tra cui i convertitori CC-CC ad alta potenza, le batterie, i gruppi di continuità, i veicoli elettrici e molte altre ancora.
È necessario prestare particolare attenzione quando si lavora con dispositivi che utilizzano potenze elevate, sono reattivi o semplicemente accumulano energia. Questi dispositivi sono noti per danneggiare se stessi e le apparecchiature circostanti. Fortunatamente, i moderni alimentatori sono in grado di proteggere i dispositivi da questi danni.
Protezione da sovratensione e sovracorrente
Quando si lavora con potenze elevate, la scelta dell'alimentatore in CC giusto è fondamentale per proteggere il dispositivo sotto test (DUT) in caso di superamento dei livelli di tensione o corrente. In tal caso, l'alimentatore deve essere in grado di riconoscere l'evento critico e disattivare l'uscita correttamente. Per questo motivo, la protezione contro sovratensioni e sovracorrenti è essenziale quando si lavora con potenze elevate. La protezione da sovratensione, ad esempio, impedisce che il dispositivo in prova subisca danni quando l'alimentazione supera la tensione massima impostata. Questo valore può essere programmato sul pannello frontale dell'alimentatore, che disattiverà l'uscita e visualizzerà un avviso di sovratensione. La maggior parte degli alimentatori viene fornita con la protezione da sovratensione attiva di default, ma è importante verificare e impostare i parametri di protezione adeguati per la propria configurazione di prova. In questo modo, è possibile svolgere il test in modo sicuro e protetto, evitando danni al DUT o all'alimentatore stesso.
Anche gli alimentatori dispongono di una funzione di protezione da sovracorrente che funziona in modo simile. Invece di monitorare la tensione, la protezione da sovracorrenti controlla la corrente in uscita da un alimentatore e disattiva l'uscita se la corrente supera una determinata soglia. Il funzionamento è leggermente diverso da quello della protezione da sovratensione.
Il limite di protezione da sovracorrente preimpostato è una funzione di sicurezza presente negli alimentatori. Questo limite rappresenta l'impostazione massima della corrente che può essere fornita dal dispositivo sotto test (DUT) senza rischiare di danneggiarlo. Una volta che la corrente supera questo limite, l'alimentatore entra in una modalità di funzionamento a corrente costante, mantenendo costante la corrente erogata e diminuendo la tensione in uscita. Se è abilitata la protezione da sovracorrenti, questa interrompe l'uscita per evitare che la corrente fluisca troppo. In genere, la protezione da sovracorrente è disattivata di default e rimane tale al momento della spedizione dalla fabbrica. Qualora necessario, si può utilizzare la funzione di protezione da sovracorrente per preservare la propria configurazione.
Proteggi i tuoi dispositivi dalla sovralimentazione
La protezione contro le sovratensioni e le sovracorrenti è efficace per proteggere un dispositivo che ha una singola tensione e corrente massima, ma alcuni dispositivi possono avere una corrente massima variabile in base alla tensione. Un esempio di ciò è un convertitore CC-CC, il cui ingresso può accettare una gamma di tensioni e fornisce una tensione di uscita regolata. Ogni convertitore CC-CC ha una potenza massima, e un aumento della tensione può provocare una diminuzione della corrente massima disponibile. Ad esempio, consideriamo un convertitore da 12 V a 19 V / 2 A che può gestire un ingresso da 9 V a 18 V.
Per poter utilizzare l'alimentatore in questione su un'ampia gamma di tensioni di ingresso, è necessario impostare il limite massimo di corrente in modo indipendente per ciascun intervallo di tensione. Questo perché una corrente che può essere considerata accettabile a 9 V potrebbe essere dannosa a 17 V. Per gestire questa variazione, la Tabella 1 mostra come il limite di corrente debba variare con la tensione di ingresso. Inoltre, la potenza massima di ingresso è impostata a 50 W per gestire eventuali inefficienze e correnti transitorie.
Tabella 1. Ridurre la corrente massima all'aumentare della tensione per proteggere il convertitore da un eccesso di potenza.
Gli alimentatori, come questo Keysight E36200 Series autoranging power supply supportano le LISTE di output che consentono di variare l'uscita tramite una serie di passaggi. Ogni passaggio definisce una combinazione di tensione e corrente, oltre a un tempo di sosta e a trigger di sincronizzazione. Il tempo di sosta trattiene ogni passaggio per il periodo specificato prima di passare a quello successivo.
Con l'alimentatore dell'esempio precedente che fornisce energia e alimenta un carico da 19 V, 2 A.
Figura 2. Un lista di output fornisce tensione, corrente e un tempo di permanenza individuali.
L'alimentatore è in grado di misurare la tensione e la corrente effettive per ogni fase e di registrarle. Per caratterizzare il dispositivo, è possibile moltiplicare i valori effettivi di tensione e corrente per vedere come cambia il consumo di energia. Nel caso del convertitore CC-CC menzionato, la potenza in ingresso è di 44,8 W con un ingresso di 8 V e di 43,3 W con un ingresso di 18 V. In questo modo, abbiamo una visione precisa delle prestazioni del convertitore.
Sommario
In un ambiente ad alta potenza, la protezione da sovratensione e sovracorrente è essenziale per proteggere il dispositivo in test (DUT) da danni. Assicurati di scegliere un alimentatore con le giuste capacità e caratteristiche di sicurezza per soddisfare le tue esigenze di test.
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