La influencia de la configuración de la medición de la fuente de alimentación

Al diseñar una fuente de alimentación, es importante probarla intensamente. Para esta tarea, las mediciones de hardware son indispensables. Por supuesto, en estas mediciones pueden producirse multitud de errores. En este breve consejo sobre gestión de la energía, examinaremos el efecto de la línea de conexión entre la fuente de alimentación sometida a prueba y la carga. Si una placa se conecta rápidamente en el laboratorio, la configuración suele parecerse a la de la figura 1. Aquí, una larga línea de conexión conecta la fuente de alimentación bajo prueba a una carga electrónica, mostrada a la derecha. Los dos cables se disponen arbitrariamente con una superficie de bucle relativamente grande en la mesa de laboratorio.

Figura 1. Línea de conexión dispuesta arbitrariamente entre una placa de alimentación y una carga

Una configuración mucho más ordenada es la que se muestra en la Figura 2. Aquí los dos cables están trenzados uno alrededor del otro para minimizar el área de bucle en el circuito. En teoría, esto debería reducir la inductancia parásita de la línea de conexión entre la fuente de alimentación bajo prueba y la carga. Hasta ahí llega la teoría. Pero, ¿qué efecto tienen las diferentes configuraciones de la Figura 1 y la Figura 2 en las mediciones? Para comprobarlo, conectamos una placa de evaluación ADP2386 como convertidor buck para una corriente de salida de hasta 6 A en las dos disposiciones diferentes que se muestran en la Figura 1 y la Figura 2, y luego medimos la respuesta de la tensión de salida a los transitorios de carga. Esto mostraría el efecto real de una posición optimizada de la línea de conexión. En el ejemplo, el ADP2386 convierte una tensión de alimentación de 5 V en una tensión de salida de 3,3 V. El transitorio de carga se genera con una carga electrónica y pasa de 10 mA a 4 A en unos 30 µs. En ambos casos, la línea de conexión tiene una longitud de 1 m.

Figura 2. Línea de conexión cuidadosamente dispuesta entre una placa de alimentación y una carga.

La figura 3 muestra la tensión de pico de la tensión de salida acoplada a la CA durante la respuesta transitoria de la carga con una configuración de medición como la de la figura 1. El valor máximo es de unos 103 mV. Por el contrario, la figura 4 muestra la medición utilizando una línea de conexión con los cables retorcidos entre sí, como en la figura 2. Aquí, el pico de tensión de salida es sólo de unos 96 mV. Esto corresponde a una diferencia de unos 7 mV, lo que demuestra que la disposición ordenada de las líneas de conexión supone una mejora de aproximadamente el 7% para esta prueba de transitorios de carga.

Figura 3: Respuesta transitoria en carga de la tensión de salida con la línea de conexión dispuesta arbitrariamente como en la figura 1.

Figura 4: Respuesta de carga transitoria de la tensión de salida con una línea de conexión cuidadosamente dispuesta como en la figura 2.

Así, podemos ver claramente que una configuración de medición ordenada da resultados mucho más precisos. Además de la disposición geométrica de la línea de conexión entre la fuente de alimentación sometida a prueba y la carga, también son importantes la longitud del cable y el tipo de conexión correspondiente, es decir, pinzas de cocodrilo en este ejemplo o soldadura. Una línea más corta tiene menos inductancia parásita y afecta menos al resultado de una prueba de transitorios de carga. Utiliza siempre la línea de conexión más corta posible.

Por lo tanto, se puede afirmar que los cables trenzados definitivamente tienen un efecto en los resultados de las mediciones, y que el esfuerzo adicional necesario para retorcer los cables para la configuración de las mediciones está, por lo tanto, justificado.

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