Depuración segura de fuentes de alimentación integradas

Las fuentes de alimentación integradas combinan componentes de una fuente de alimentación tradicional con múltiples sensores, lógica de procesamiento y control, y también interfaces de comunicación digital. Un equipo de prueba para depuración requiere canales de entrada aislados para las medidas de voltajes peligrosos. Los canales adicionales digitales admiten el análisis de señales digitales, mientras que las capacidades de disparo y decodificación son esenciales para la monitorización correlacionada en el tiempo de interfaces serie de comunicación basadas en protocolo.

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Su misión

Evaluar el funcionamiento de una fuente de alimentación CA/CC integrada que está construida a partir de dos convertidores programables. Monitorizar las señales de entrada y salida de los convertidores correlacionadas en el tiempo con la interfaz de control y programación basada en protocolo, mientras se activa la fuente de alimentación.

Solución de test y medida

El osciloscopio digital de mano R&S®Scope Rider combina las ventajas de un osciloscopio de mano aislado con la funcionalidad que antes solo se encontraba en modernos osciloscopios para uso en laboratorio.

Cada canal de entrada cuenta con aislamiento galvánico y proporciona hasta 500 MHz de ancho de banda con posibilidad de medir en entornos hasta CAT IV 600 V/CAT III 1000 V.

El R&S®Scope Rider incluye también funciones de analizador lógico y de analizador de protocolo gracias a ocho canales digitales (MSO) y varias opciones de decodificación y disparo de protocolo (p. ej., I2C o UART).

La elevada frecuencia de muestreo de máx. 5 Gmuestras/s permite analizar en alta resolución detalles de la señal como las transiciones rápidas. Su rápida tasa de actualización de 50000 formas de onda/s captura con rapidez eventos de señal poco comunes. El manejo mediante pantalla táctil capacitiva permite un uso intuitivo del instrumento.

Aplicación

Fuentes de alimentación integradas

Está aumentando la demanda de fuentes de alimentación más eficientes. Viene propiciada por las aplicaciones móviles, para las que el ahorro de batería es un objetivo, y por el sector de alta potencia o de aplicaciones de almacenamiento de datos, que necesitan responder con rapidez a los cambios de los requisitos de potencia o asegurar una fiabilidad elevada.

Las fuentes de alimentación integradas incluyen los tradicionales convertidores CA/CC o CC/CC y también los componentes de comunicaciones, procesamiento y monitorización digital. El sistema principal puede comunicarse con la fuente de alimentación integrada para definir y ajustar los parámetros o para monitorizar características críticas como la temperatura o el estado de sobrecarga.

Una conocida interfaz de comunicaciones para las fuentes de alimentación integradas es PMBus, basada en la capa física de la interfaz de comunicación de dos hilos I2C.

Evaluación de una fuente de alimentación CA/CC integrada

En este ejemplo, se combinan dos módulos convertidores de alto rendimiento y 500 W CA/CC en una fuente de alimentación. Ambos módulos presentan sistemas independientes de control digital con el protocolo PMBus sobre el bus I2C estándar como interfaz de comunicaciones. Como cada módulo tiene su propia dirección I2C, es posible enviar comandos PMBus específicos a cada módulo. Esto permite configurar de forma remota los módulos convertidores incluyendo las tensiones de entrada y salida, el reparto de corriente o la potencia máxima de salida. También es posible realizar una monitorización detallada del conjunto de la fuente de alimentación.

En un primer paso de evaluación, se analiza el comportamiento de la fuente de alimentación en el momento de la activación. La fuente de alimentación se activa con el valor de datos I2C 80 h. Para la evaluación, es necesario monitorizar la entrada del convertidor a 230 V CA, dos líneas de salida a +5,0 V y +12,0 V junto con la señal de potencia correcta, correlacionadas en el tiempo con el comando de programación I2C

Preparación de la medida con el R&S®Scope Rider

Para la medida que se ha planteado, los canales de entrada del R&S®Scope Rider se conectan a las líneas de entrada y de salida de la fuente de alimentación, y a la señal de potencia correcta. Los canales aislados del R&S®Scope Rider son importantes para proteger al usuario frente al peligroso voltaje de la red eléctrica durante las medidas en el primario de los convertidores CA/CC. Se conectan y configuran dos canales digitales de la opción MSO del R&S®Scope Rider a las señales de reloj y datos I2C (I2C_SCL y I2C_SDA).

La decodificación del protocolo I2C se define entonces en los dos canales digitales

Para la medida real, se selecciona el evento de disparo “Start” en el mensaje I2C. Armado con un modo de disparo “Single”, el R&S®Scope Rider responde al comando I2C emitido por el usuario y captura la secuencia de puesta en marcha de la fuente de alimentación tal como se muestra en las capturas de pantalla siguientes.

Estas capturas de pantalla muestran la rampa que forman las dos tensiones de salida y la señal de potencia correcta que indican que la fuente de alimentación está lista para funcionar. Otras características, como el retardo de tiempo de cada rampa de salida respecto al comando I2C, se pueden verificar mediante los cursores o con medidas automatizadas.

Resumen

El osciloscopio digital de mano R&S®Scope Rider proporciona un rendimiento superior con el estándar de seguridad más alto, que se combina con funciones propias de un instrumento de laboratorio como disparo de protocolo y MSO, y opciones de decodificación.

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