Pruebas de electrónica de potencia

Pruebas de electrónica de potencia

Dominio de pruebas de electrónica de potencia

Soluciones líderes para probar sus diseños de electrónica de potencia

El sistema de alimentaciónen un módulo de procesamiento digital se enfrenta a problemas que son diferentes, aunque similares, a los de los circuitos lógicos. Estos problemas involucran compensaciones que afectan a las decisiones de diseño. Los semiconductores de banda prohibida ancha (WBG)como el nitruro de galio (GaN) y el carburo de silicio (SiC) en los convertidores de potencia ayudan a:

  • Reducir el tamaño de la fuente de poder
  • Reducir las pérdidas por conmutación
  • Incrementar la eficiencia
  • Sin embargo, las frecuencias de conmutación más altas, también aumentan la probabilidad de componentes parasitarios en el convertidor de potencia.

Desafíos en el diseño de electrónica de potencia

El incremento de la frecuencia de funcionamiento de una fuente de poder conmutadapuede disminuir la corriente de rizado del inductor, el voltaje de salida y la capacidad eléctrica, como también el tamaño, pero a su vez incrementa las pérdidas y el calor de la fuente de poder, las interacciones entre los transistores de los lados alto y bajo, y el disparo. El incremento de ruido de la fuente de poder es una de las causas principales de interferencias electromagnéticas. Los diseños compactos, una fuente que incremente el calor con variaciones térmicas, dan lugar a errores en componentes, como reguladores, amplificadores y convertidores.La disminución de los voltajes reduce las tolerancias e incrementa los requisitos de precisión. Al árbol de potencia se le complica proporcionar una amplia variedad de voltajes a los diferentes dominios de potencia, por lo que se requiere de más líneas de alimentación para llegar a todos los pines del circuito integrado. Líneas de alimentación de CC más finas son una manera de hacer un diseño más compacto, así como gestionar su complejidad,pero también son más susceptibles a sobrecalentarse y a aumentar la inductancia.

Asegurar la confiabilidad en los circuitos electrónica de potencia

La confiabilidad es un requisito crucial para los circuitos de electrónica de potencia; si el circuito de potencia falla, el dispositivo no funcionará. Una alta eficiencia para minimizar la pérdida de energía, que provoca generación de calor, contribuye a confiabilidad. Incluso, los circuitos de electrónica de potencia más eficientes generarán calor, por lo tanto, es esencial una buena selección del material adecuado, así como contar con una disipación de calor bien diseñada. Los circuitos de electrónica de potencia deben cumplir con los requisitos de EMI; ya que las emisiones afectarán tanto al propio dispositivo como a cualquier dispositivo cercano.

Pruebas de electrónica de potencia con Rohde & Schwarz

Rohde & Schwarz proporciona herramientas de T&M precisas, rápidas y confiablespara las áreas que se listan a continuación. Estas herramientas ayudan a tomar las mejores decisiones de diseño y solucionar problemas que se presenten:

  • Análisis de conmutación:incluye los aspectos básicos de los convertidores CA-CC, pruebas de confiabilidad en el diseño de convertidores de potencia, así como métodos de verificación para el aislamiento eléctrico en la entrada y la salida en los convertidores CA-CC.
  • Mediciones del bucle de control:una fuente de poder tiene como finalidad mantener un nivel de salida constante, sin importar que la carga del convertidor cambie. Un diagrama de Bode es la herramienta que debe elegirse para el análisis del bucle de control de la fuente de poder.
  • Depuración de EMI:detectar, analizar y corregir las causas que ocasionan interferencias electromagnéticas en una fase temprana del proceso de desarrollo del producto es la manera más segura de pasar una prueba de conformidad de EMI, así como evitar rediseños tardíos del proyecto, retrasos y costos adicionales.
  • Consumo de energía: en los dispositivos a baterías, el tiempo de vida de la batería juega un papel fundamental en el proceso de diseño. Es esencial minimizar el consumo de energía tanto para los equipos a batería como para los alimentados por la red eléctrica.
  • Integridad de potencia:analizar el rendimiento de la red de suministro de energía en una placa de circuito impreso (PCB) es una parte crucial del proceso de diseño del circuito.
  • Verificación de diseños:el comportamiento dinámico durante la puesta en servicio y los efectos de los cambios en la carga requieren de equipamientos de T&M más complejos.

Soluciones de prueba y medición para electrónica de potencia

Análisis de conmutación

Incrementar la frecuencia de conmutación ayuda a maximizar la eficiencia y funcionamiento del convertidor de potencia. Eso también puede causar resultados no deseados tales como disparos y excesiva EMI. Los osciloscopios, sondas de potencia y software de análisis de Rohde & Schwarz ayudan a los diseñadores electrónicos a abordar estos asuntos para mejorar el funcionamiento de la conmutación, caracterizar y optimizar sus diseños.

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Depuración y análisis de EMI

La EMI es un punto clave en la electrónica de potencia, llegando a ser incluso más importante ahora que las velocidades de conmutación están aumentando. Abordar la EMI en las primeras etapas del ciclo de desarrollo es, por consiguiente, esencial para evitar costosos rediseños. Los osciloscopios de Rohde & Schwarz cuentan con grandes capacidades para el análisis del espectro, lo que permite abordar los retos de la EMI en la fase de investigación y desarrollo.

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Análisis del bucle de control

En el centro de cada convertidor o inversor de potencia se encuentra un bucle de control que asegura que el voltaje de salida permanezca estable. Los osciloscopios de Rohde & Schwarz tienen funciones especialmente diseñadas para el análisis del comportamiento del bucle de control.

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Verificación de diseños

Verificar el comportamiento y desempeño del convertidor de potencia durante el diseño puede ser todo un desafío. Hay algunos requisitos que se deben cumplir, incluyendo especificaciones del cliente y normas relevantes. Rohde & Schwarz le ofrece una amplia gama de productos y soluciones de la más alta calidad, especialmente diseñados para ayudarle a llevar a cabo sus diseños y pruebas de producción de convertidores de potencia con total seguridad.

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Pruebas de integridad de potencia

Tener señales de linea de alimentación estables y limpias aseguran el funcionamiento confiable de los dispositivos electrónicos. Con incrementos de voltaje y tolerancias cada vez más pequeñas, la exactitud de la medición en las líneas de alimentación se dificulta. Los osciloscopios de Rohde & Schwarz cumplen a cabalidad con esas tareas gracias a sus accesorios y funciones de análisis.

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Pruebas de eficiencia de potencia

Para diseñar convertidores de potencia se requiere balancear diferentes objetivos, tales como el cumplimiento de la normativa y la eficiencia. Esto se aplica tanto a altos niveles de potencia como también a diseños con baterías integradas, lo que requiere una gran cantidad de pruebas. Rohde & Schwarz le ofrece una amplia gama de soluciones para ayudarlo a superar estos retos.

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