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R&S®Essentials | Fundamentos sobre fuentes de poder

Entendiendo las curvas de reducción de potencia

Autor: Paul Denisowski, experto en prueba y medición

A continuación, se le explicará lo que son las curvas de reducción de potencia de una fuente de poder y cómo interpretarlas.

Las fuentes de poder de banco tienen tres especificaciones técnicas primordiales: voltaje de salida máximo (en voltios), corriente de salida máxima (en amperios) y potencia de salida máxima (en vatios).Las que normalmente se especifican por canal, tanto para fuentes de poder de un solo canal, como multicanal.

Al operar una fuente de poder de banco, el usuario suele configurar el voltaje de salida y el límite de corriente de salida que se desea, o la cantidad máxima de corriente que se puede obtener de la fuente de poder. Esta última por razones de seguridad y/o para proteger el dispositivo. La potencia de salida es el producto del voltaje de salida configurado y la cantidad de corriente que la carga consume (P = V * I).

¿Para qué se utilizan las curvas de reducción de potencia?

Matemáticamente, si tanto el voltaje como la corriente pueden variar, hay muchas formas de producir la misma potencia de salida. Por ejemplo, pueden producirse 40 W con 40 V y 1 A, 20 V y 2 A, o incluso 100 V y 0.4 A.

En la práctica, todas las fuentes de poder tienen límites en el voltaje y corriente de salida que pueden producir. En muchos casos, la corriente máxima es el factor limitante. Por ejemplo, es relativamente fácil diseñar una fuente de poder de 40 W que suministre 1 A a 40 V, pero no es tan fácil construir una que proporcione 40 A a 1 V.

Además, también podría ser posible utilizar solo ciertas combinaciones de voltajes y corrientes para lograr una potencia de salida máxima de 40 W.

Debido a que tanto el voltaje, como la corriente pueden asumir un amplio rango de valores configurados por el usuario, sería difícil precisar en forma de tabla todas las combinaciones permitidas de voltaje y corriente. Por lo tanto, estos datos suelen representarse de manera gráfica.

¿Qué es una curva de reducción de potencia?

Las curvas de reducción de potenciase utilizan para representar de manera gráfica las combinaciones de voltaje y corriente que una fuente de poder admite. A continuación, se tiene un ejemplo de una típica curva de reducción de potencia para una fuente de poder de 160 W.

La fuente admite cualquier combinación de voltaje o corriente que caiga en o por debajo de esta curva, (en el área coloreada). Las curvas de reducción de potencia por lo general se incluyen en las especificaciones o en el manual de la fuente de poder o pueden encontrarse en el sitio web del fabricante. Cada vez que se utilice una fuente de poder, es siempre una buena idea verificar la curva de reducción de potencia para asegurarse de que se admitan las combinaciones deseadas de voltaje, corriente y potencia.

¿Cómo leer una curva de reducción de potencia?

A continuación, se tiene un ejemplo de una curva de reducción de potencia clásica. Esta fuente tiene una potencia máxima de 160 W, una corriente máxima de 10 A, y un voltaje máximo de 30 W. Es importante recordar que para la mayoría de fuentes de poder, la potencia de salida máxima no es el voltaje máximo multiplicado por la corriente máxima.

En las curvas de reducción de potencia clásicas, suele haber una región curva delimitada por la denominada «curva de potencia de salida”. Como su nombre lo indica, todos los puntos, es decir combinaciones de voltaje y corriente, a lo largo de esta curva producirán la potencia de salida máxima, en este caso 160 W.

Aunque muchas fuentes de poder tienen curvas de reducción de potencia «clásicas» similares a la anterior, también son posibles otras formas de curvas de reducción de potencia. Aquí, la fuente de poder tiene una potencia de salida máxima de 40 W y en lugar de una curva, tiene una línea de potencia de salida máxima.

Al igual que antes, la salida de potencia máxima se alcanza cuando la combinación del voltaje de salida y la corriente de salida se alinean a lo largo de esta línea, como se muestra en los ejemplos.

Selección automática de rango: FlexPower

Las fuentes de poder básicas a menudo funcionan en un solo rango. Las fuentes de poder de un solo rangosuministran potencia máxima (Pmax) solo en el voltaje nominal máximo (Vmax) y en la corriente I máxima. La representación gráfica de la derecha muestra las características de una fuente de poder de un solo rango. Las fuentes de poder multirrango tienen rangos de voltaje y corriente de salida más amplios. La representación gráfica del medio muestra una fuente de poder de rango dual. Estas fuentes de poder generan un Vmax o Imax mucho mayor dentro del mismo límite de potencia máxima que una fuente de poder de un solo rango. Tanto las salidas de voltaje como de corriente tienen dos rangos de funcionamiento con la misma potencia envolvente Pmax. Las fuentes de poder de rango automático tienen un infinito número de rangos. Las fuentes de poder de rango automático de Rohde & Schwarz utilizan la tecnología FlexPower (véase representación gráfica de la derecha en la siguiente página).

La función FlexPower de Rohde & Schwarz permite probar una amplia gama de productos con una única fuente de poder. Esto amplia substancialmente la flexibilidad, ahorra espacio y simplifica la configuración de prueba. Las fuentes de poder FlexPower son también excelentes cuando se necesita voltaje y corriente altos, pero no una potencia de salida alta. Utilizar una fuente de poder de un solo rango para satisfacer esta necesidad es mucho más caro que utilizar una fuente de poder FlexPower.

Potencia máxima de una fuente de poder de corriente continua en una representación del voltaje en función de la corriente

Resumen

  • Las especificaciones primordiales para las fuentes de poder de corriente continua de banco son voltaje máximo, corriente máxima y potencia máxima.
  • La potencia de salida máxima es por lo general menor que el producto del voltaje máximo y la corriente máxima.
  • Las curvas de reducción de potencia son una manera gráfica de mostrar que combinaciones de voltaje y corriente admite una fuente de poder. Las combinaciones permitidas se sitúan por encima o por debajo de esta línea.
  • Muchas curvas de reducción de potencia también contienen una curva (o línea) de salida de potencia máxima para determinar cuáles combinaciones de voltaje y corriente pueden utilizarse para producir la potencia de salida máxima.
  • Las curvas de reducción de potencia son muy útiles al momento de determinar si una fuente de poder puede cumplir con los requerimientos de voltaje, corriente y potencia.

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