Medidas de electrónica de potencia

Medidas de electrónica de potencia

Medidas de electrónica de potencia al más alto nivel

Soluciones de vanguardia para probar sus diseños de electrónica de potencia

El sistema de alimentaciónde una tarjeta de procesamiento digital está asociado a problemas diferentes a los de los circuitos lógicos, si bien son similares. Estos problemas obligan a aceptar compromisos a la hora de adoptar decisiones sobre el diseño. Los semiconductores de banda prohibida anchacomo el nitruro de galio (GaN) y el carburo de silicio (SiC) utilizados en convertidores de potencia

  • permiten reducir las dimensiones de la fuente de alimentación
  • reducen las pérdidas por conmutación
  • aumentan la eficiencia
  • pero, por otro lado, las frecuencias de conmutación más altas también aumentan el potencial de elementos parásitos dentro del convertidor de potencia.

Retos del diseño de electrónica de potencia

Aumentando la frecuencia de operación de una fuente conmutadase puede reducir la ondulación de corriente del inductor, la ondulación de la tensión de salida y la capacidad eléctrica, así como el tamaño, pero también aumentan las pérdidas de la fuente de alimentación y la acumulación de calor, las interacciones entre los transistores de lado alto y bajo, y los efectos como el shoot-through. El ruido elevado procedente de la fuente de alimentación es la principal causa de la interferencia electromagnética. Las estructuras compactas, que son causantes de un aumento del calor con variaciones térmicas, dan lugar a errores en componentes como reguladores, amplificadores y convertidores.Las tensiones más bajas estrechan las tolerancias y exigen mayor precisión. El árbol de potencia resulta más complejo para entregar una amplia gama de tensiones a diferentes dominios de potencia, lo que hace necesarios más carriles para alcanzar todos los pins de los circuitos integrados. Los carriles de CC más finos son una forma de obtener una estructura más compacta y gestionar la complejidad,pero estos son más susceptibles al sobrecalentamiento y a una mayor inductancia.

Garantizar la fiabilidad en circuitos de electrónica de potencia

La fiabilidad es un requisito fundamental en los circuitos de electrónica de potencia; si el circuito de alimentación falla, el dispositivo no funciona. La alta eficiencia reduce al mínimo la pérdida de energía y la generación de calor, lo que contribuye a una mayor fiabilidad. Hasta los circuitos de electrónica de potencia más eficientes generan calor, de modo que tanto un buen diseño de disipación del calor como una selección apropiada de materiales son esenciales. Los circuitos de electrónica de potencia también deben satisfacer requisitos de EMI; las emisiones repercuten tanto en el propio dispositivo como en los equipos cercanos.

Medidas de electrónica de potencia con Rohde & Schwarz

Rohde & Schwarz ofrece herramientas de test y medida precisas, rápidas y fiablespara los siguientes campos de la electrónica de potencia, que apoyan el proceso decisiones en el diseño y la resolución de problemas:

  • Análisis de conmutación:incluye elementos básicos de convertidores CA-CC, test de fiabilidad del diseño de convertidores de potencia y métodos de verificación del aislamiento eléctrico entre entrada y salida en convertidores CA a CC.
  • Medidas de bucle de control:una fuente de alimentación debe mantener un nivel de salida constante, independientemente de los cambios de carga del dispositivo. El diagrama de Bode es la herramienta preferida para el análisis de bucle de control de fuentes de alimentación.
  • Depuración de interferencias electromagnéticas:la capacidad de detectar, analizar y corregir las causas de las interferencias electromagnéticas (EMI) en una fase temprana del proceso de desarrollo es la forma más segura de superar un ensayo de conformidad de EMI y de evitar adaptaciones del diseño, retrasos y costes imprevistos cuando el proyecto está muy avanzado.
  • Consumo de energía: en los dispositivos que funcionan con batería, la vida de la batería es una consideración crítica del diseño. La reducción del consumo de energía al mínimo es esencial tanto en equipos alimentados por batería como a través de la red eléctrica.
  • Integridad de potencia:analizar el rendimiento de la red de suministro de energía en una tarjeta impresa es una parte esencial del proceso de diseño de circuitos.
  • Verificación de diseño:para verificar el comportamiento dinámico durante la puesta en marcha y los efectos de los cambios de carga se necesitan instrumentos de medida más sofisticados.

Soluciones de medida de electrónica de potencia

Análisis de conmutación

Una mayor frecuencia de conmutación permite elevar la eficiencia y el rendimiento de un convertidor de potencia al máximo. Pero también puede generar efectos no deseados, como el shoot-through y las interferencias electromagnéticas excesivas. Los osciloscopios, las sondas de potencia y el software de análisis de Rohde & Schwarz ayudan a los diseñadores de electrónica a solucionar estos problemas para mejorar el rendimiento de conmutación y caracterizar y optimizar sus diseños.

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Depuración y análisis de EMI

La presencia de interferencias electromagnéticas (EMI) es un aspecto esencial en la electrónica de potencia, que adquiere todavía más importancia a medida que aumenta la velocidad de conmutación. Por lo tanto, la consideración de las cuestiones relacionadas con EMI en una fase temprana del ciclo de desarrollo es decisiva para evitar altos costes de modificaciones posteriores en el diseño. Los osciloscopios de Rohde & Schwarz ofrecen potentes funciones de análisis de espectro para abordar los problemas de EMI ya en la fase de I+D.

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Análisis del bucle de control

Todo convertidor o inversor de potencia tiene un bucle de control que garantiza la estabilidad de la tensión de salida. Los osciloscopios de Rohde & Schwarz ofrecen funciones de análisis específicas para evaluar el comportamiento del bucle de control.

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Verificación de diseño

Verificar el comportamiento y el rendimiento de un convertidor de potencia en la fase de diseño puede ser todo un desafío, teniendo en cuenta los diversos requisitos que deben cumplirse, como las especificaciones del cliente y los estándares relevantes. Rohde & Schwarz le ofrece una extensa gama de soluciones y productos de alta calidad diseñados para realizar test de diseño y producción de convertidores de potencia con toda fiabilidad.

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Test de integridad del suministro de corriente

La estabilidad y la limpieza de las señales de las líneas de alimentación son la garantía para un rendimiento fiable de los dispositivos electrónicos. Con tensiones cada vez más bajas y una reducción de las tolerancias, tomar medidas precisas de las líneas de alimentación plantea grandes dificultades. Los osciloscopios de Rohde & Schwarz brindan las herramientas perfectas para estas tareas con los accesorios y las funciones de análisis necesarias.

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Test de eficiencia energética

El diseño de convertidores de potencia implica sopesar objetivos que no siempre son compatibles, como la conformidad con los estándares y la eficiencia. Esto rige tanto para las aplicaciones de alta potencia como para los diseños integrados que funcionan con baterías, que exigen test exhaustivos. Rohde & Schwarz ofrece una amplia gama de soluciones que le ayudarán a afrontar estos desafíos.

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Webinar: Reducir el consumo de energía en dispositivos que funcionan con baterías

Este webinar está pensado para ingenieros encargados del diseño de componentes eléctricos de dispositivos que funcionan con baterías.

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Webinar: Trucos y consejos para los ensayos de doble pulso en electrónica de potencia

Asista a este webinar y conozca cómo funciona el método de ensayo de doble pulso para electrónica de potencia con soluciones de test de Rohde & Schwarz.

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Webinar: Diseño de fuentes conmutadas con inductores saturados

Únase a este webinar con la participación de expertos del sector en el que se presentan diseños de fuentes de alimentación en modo conmutado, conceptos de modelado y de test.

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