Test di Regolazione Carico DC con l'Alimentatore DC Programmabile della Serie GW Instek GPP-x323
La regolazione del carico DC è uno dei parametri di base ma molto importanti di un alimentatore o convertitore DC-DC. Viene solitamente descritta come “la capacità di mantenere un livello di tensione costante sul canale di uscita di un alimentatore nonostante le variazioni del carico di alimentazion”' e viene di solito indicata nei datasheet. In molti casi, queste informazioni possono essere utilizzate come punto di riferimento, assumendo che l'alimentatore stia operando in condizioni tipiche.
Tuttavia, è spesso il caso che i parametri di ingresso o di uscita di un alimentatore siano imprevedibili o possano cambiare nel tempo. Queste situazioni sono possibili, ad esempio, quando alimentate da fonti di alimentazione instabili come pannelli solari o turbine eoliche o altri generatori elettrici. È molto importante comprendere quali saranno i parametri del Dispositivo in Test (DUT) in una varietà di condizioni.
D'altra parte, situazioni di carico costante sono abbastanza rare. Nel mondo reale, i carichi sono raramente costanti e attivi. Nella maggior parte dei casi, variano nel tempo e spesso in modo non lineare.
Pertanto, è molto importante nel processo di progettazione, nella fase di test del prototipo, testare un vero Dispositivo in Test (DUT) in condizioni reali, quando i parametri di alimentazione in ingresso e i parametri di carico in uscita stanno cambiando. La cosa peggiore che può accadere è scoprire nella fase di produzione su larga scala o nell'uso che il convertitore DC-DC selezionato non funziona correttamente in determinate condizioni. Soprattutto dopo molte settimane di attesa per la consegna dei componenti, come è tipico nel mondo moderno.
Una delle modalità più semplici per determinare la caratteristica di regolazione del carico DC è simulare il funzionamento effettivo di un convertitore DC-DC utilizzando un alimentatore di laboratorio da un lato e una catena di resistori DC ad alta potenza dall'altro. Tuttavia, questo metodo fornisce solo un'idea approssimativa del parametro di regolazione del carico DC e solo per un carico resistivo. Questo è chiaramente insufficiente per un test completo.
Per un test completo dovrebbe essere utilizzato un alimentatore programmabile e un carico elettronico programmabile che, in questa combinazione, consenta di emulare tutte le possibili variazioni dei parametri in ingresso e in uscita. È ancora meglio quando entrambi i dispositivi sono combinati in uno e possono funzionare sia in modo indipendente che in combinazione. Si noti che in questo caso siamo in grado di testare anche la dipendenza dei parametri in uscita dai parametri in ingresso. In pratica, si tratta di eseguire test di regolazione di linea.
Un esempio di tale soluzione è la serie di alimentatori programmabili GPP-x323 di GW Instek. I suoi canali non solo forniscono una potenza di uscita di 32V/3A, ma hanno anche una funzione di carico elettronico programmabile incorporata per tensione costante (CV) di 32V, corrente costante (CC) di 3.2A e resistenza costante (CR) di 1k.
Tutte le commutazioni, a seconda della modalità di funzionamento selezionata, vengono eseguite automaticamente all'interno dell'alimentatore, semplificando notevolmente il processo stesso e garantendo un funzionamento privo di errori.
Infatti, la serie GPP-x323 è un alimentatore multi-output che non solo ha un'alta risoluzione di lettura (0.1 mV/0.1 mA) e un tempo di risposta transitorio di ≦50 µs, ma consente anche di commutare l'uscita di potenza del canale 1 e del canale 2 su un'uscita di consumo di potenza. Il GPP-x323 può simulare il consumo energetico di una batteria di un dispositivo elettronico e contemporaneamente caricare la batteria o emulare un'alimentazione esterna. Impostare il prelievo di corrente del canale 2 del GPP-x323 in base al consumo energetico del dispositivo elettronico e impostare la tensione di uscita e la corrente di uscita del canale 1 secondo le specifiche di ricarica della batteria. Il GPP-x323 può eseguire test di carica e scarica senza connettersi a un carico elettronico. I test possono essere effettuati in uno spazio di prova limitato e il costo di acquisto dell'attrezzatura di test può essere ridotto.
La serie GPP fornisce la funzione di output sequenziale su Canale 1 e Canale 2. Questa funzione consente agli utenti non solo di modificare la forma d'onda dell'uscita di potenza, ma anche di impostare la forma d'onda di carico sequenziale a tensione costante (CV) o corrente costante (CC), ovvero un'uscita di potenza in serie o una simulazione di un test di carico dinamico. Per semplificare l'impostazione della modifica della forma d'onda, la serie GPP dispone di 8 forme d'onda di modello integrate nella funzione di output sequenziale, che gli utenti possono applicare direttamente all'uscita, tra cui forme d'onda sinusoidale, impulsiva, rampa, scalino su, scalino giù, scalino su/giù, crescita esponenziale, caduta esponenziale.
Il numero massimo di punti impostabili per la funzione di sequenza è 2048, e l'intervallo di ogni punto può essere impostato da 1 a 300 secondi. I dati di modifica dell'uscita sequenziale possono essere memorizzati nei 10 set di memoria interna o salvati su una chiavetta USB come file *.SEQ o *.CSV (fino a 614400 punti). Il file *.CSV memorizzato può essere esportato su Excel per modifica e analisi. Il file modificato può essere importato nuovamente nell'alimentatore utilizzando una chiavetta USB.
In questo modo, una delle caratteristiche di base ma critiche di un convertitore DC-DC o di un alimentatore può essere determinata in modo molto facile e molto accurato con l'ausilio di strumentazione moderna, economica e facilmente disponibile.
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