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R&S®Essentials | Fundamentos sobre fuentes de poder

Entendiendo el voltaje constante y la corriente constante

Autor: Paul Denisowski, experto en prueba y medición

A continuación, se le explicará la diferencia entre los modos de voltaje constante y corriente constante en las fuentes de poder de corriente continua de banco.

El usuario de una fuente de poder de corriente continua de banco por lo general empieza configurando el voltaje de salida, y en la mayoría de los casos la fuente funciona en el llamado modo de voltaje constantedebido a que la fuente proporciona el mismo o un voltaje constante, independientemente de la carga anexada.

La corriente de salida se determina por la resistencia de la carga anexada, de acuerdo la ley de Ohm, el usuario no la configura ni especifica directamente. Sin embargo, la mayoría de fuentes de poder de corriente continua de banco disponen de un ajuste de «corriente» que el usuario puede configurar, el cual se describe a continuación.

¿Cómo evitar corrientes excesivas?

Las fuentes de poder de banco modernas normalmente monitorean la salida y pueden determinar en tiempo real cuánta corriente consume la carga. Al disminuir la resistencia de carga, puede producirse corriente de manera excesiva y/o inesperada. Dado que una corriente a menudo daña o destruye la carga, es importante encontrar la manera de evitar que esta situación se produzca.

Hay dos maneras principales en que las fuentes de poder lo hacen:

«protección contra sobrecorriente» (o «fusible electrónico»): Desactiva o «apaga» la salida en caso de que la fuente detecte que el umbral de corriente se ha excedido. Aunque apagar la salida no protege la carga, cortar completamente la energía no es lo que se desea a veces.
«Modo de corriente constante»: reduce el voltaje de tal manera que la corriente cae por debajo del umbral.

¿Qué es el modo de corriente constante?

El valor de corriente que se configura en una fuente de poder define la máxima corriente permitida o el límite de corriente, no controla ni define la corriente de salida por debajo de este umbral. El modo de corriente constante mantiene la corriente de salida por debajo de un valor máximo mediante la reducción del voltaje de salida.

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En muchos casos, la fuente de poder producirá algún tipo de indicación visual cuando entre en modo de corriente constante, como un cambio de color de la visualización o mostrará un ícono de «CC». En caso de que no hubiera ningún botón o ajuste que el usuario pueda activar o desactivar, el modo de corriente constante se activará o desactivará en función del valor de la corriente de la lectura de verificación.

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1. Se configura la salida de la fuente de poder a 10 V con un límite de corriente de 1.5 A. En caso de que la resistencia de carga fuera de 10 Ω, según la ley de Ohm, la salida de la fuente sería de 1 A, el cual estará por debajo del límite de corriente.

2. En caso de que la resistencia aumente a 20 Ω, el voltaje permanecerá constante en 10 V, y la corriente disminuirá a 0.5 A.

3. En caso de que la resistencia disminuya a solo 5Ω y el voltaje se mantenga constante 10 V, la corriente aumentará a 2 A, la cual estará por encima del límite.

4. En su lugar, para que la corriente de salida se limite al valor máximo configurado de 1.5 A, la fuente entraría en modo de corriente constante y disminuiría voltaje de salida a solo 7.5 V. En caso de que la resistencia de carga caiga otra vez a solo 3 Ω, la fuente disminuirá de nuevo el voltaje de salida a 4.5 V para asegurar que la corriente de salida se limite a 1.5 A.

5. El voltaje permanece constante en modo de «voltaje constante» y la corriente permanece constante en modo de «corriente constante».

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Voltaje constante, corriente constante, resistencia constante

En función de la aplicación, es importante mantener fijos el voltaje, la corriente o la resistencia. Esto se logra en los modos CV, CC y CR.

En el modo de voltaje constante (CV), el voltaje de salida se mantiene constante en el nivel definido, por ejemplo 5 V, mientras que la corriente varía en función del comportamiento del dispositivo y dentro de los límites de corriente definidos. Todas las fuentes de poder de Rohde&Schwarz pueden también funcionar en modo de corriente constante (CC), donde cada canal puede configurarse de manera independiente. En este modo, una corriente constante predefinida fluye hacia el dispositivo, y el voltaje varía, es decir, se reduce o incrementa el voltaje de salida a fin de mantener la corriente dentro del valor definido. Cuando la fuente de poder funciona como una carga electrónica, el modo de resistencia constante (CR). también está disponible. En este modo, la fuente de poder actúa como una resistencia constante y configurable por el usuario en todo el rango de carga. Esto hace posible la simulación del comportamiento de descarga de la batería, con una resistencia de carga constante.

En caso de que la carga de corriente del dispositivo esté baja y la corriente consumida esté por debajo del límite de corriente definido, la fuente de poder funcionará por defecto en modo CV. El voltaje se regula a un valor constante, y la corriente varía en función de la carga. En caso de la corriente de carga sea alta y la carga trate de consumir corriente por encima del límite de corriente definido, la fuente de poder limitará por defecto la corriente al valor definido y funcionará en modo CC. La carga es quien regula la corriente y determina el voltaje.

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Resumen

La mayoría de fuentes de poder de corriente continua de banco por lo general funcionan en modo de voltaje constante (CV):
- Los usuarios pueden ingresar el voltaje de salida que deseen
- La corriente de salida depende de la resistencia de carga (según la ley de Ohm)
El modo de corriente constante (CC) se utiliza para proteger la carga de una corriente de salida excesiva.
- El usuario ingresa la corriente de salida máxima permitida
- La fuente disminuye de manera automática el voltaje de salida para mantener la corriente de salida por debajo de este límite.
La transición entre los modos CV y CC se produce en función del valor de la corriente de la lectura de verificación.

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