Tirer le meilleur parti de votre charge électronique DC

Un des tests importants utilisés pour qualifier les systèmes d'alimentation est un test de charge, où l'énergie est délivrée à une charge de test tandis que le système est surveillé. Il est possible d'utiliser quelque chose d'aussi simple qu'une grande résistance de puissance, mais des charges plus élevées nécessitent un équipement de test de précision pour être évaluées. L'équipement standard que nous utilisons en électronique est une charge électronique DC, qui est essentiellement une charge programmable pour tester la livraison de puissance DC d'un circuit.

Une charge DC peut être très simple, consommant uniquement de la puissance DC basée sur les réglages de charge. Certaines charges DC disposent de fonctionnalités plus avancées ou sont programmables pour simuler des transitoires, des montées en puissance ou des livraisons de puissance pulsées. Si vous avez besoin de tester un système d'alimentation pour un usage commercial, alors vous devriez tirer parti de certaines fonctionnalités de votre charge électronique DC. Voici comment ces unités fonctionnent et certains tests que vous pouvez effectuer.

Fonctionnalités dans une Charge Électronique DC

Toutes les charges DC incluent un ensemble de fonctionnalités qui permettent d'expérimenter avec différents types de régulateurs de puissance. Ces fonctionnalités comprennent :

• Contrôle de tension constante
• Contrôle de courant constant
• Contrôle de puissance constante
• Contrôle de résistance constante

Chacun de ces quatre modes de fonctionnement est utilisé pour tester différents types de méthodes de régulation dans les systèmes d'alimentation. Sur la base des données fournies dans ces différents modes de régulation, un instrument de charge électronique DC peut être utilisé pour mesurer directement l'efficacité de conversion de puissance. Ces systèmes fournissent également un moyen de tester d'autres aspects du système, tels que le comportement thermique et pour enquêter sur les sources d'EMI à haute puissance.

BK Precision 8550 Charge électronique DC

Méthode de Test de Charge DC

Le premier aspect pour obtenir des données précises sur la performance de votre système d'alimentation est de choisir la bonne méthode de test de charge. Les quatre modes de charge DC mentionnés ci-dessus sont utilisés pour différents types de régulateurs de puissance ; ces derniers sont résumés ci-dessous.

Tous ces modes supposent que la charge est connectée à une alimentation DC. La charge pourrait être modifiée entre des valeurs DC, et l'instrument enregistrera les changements tant que le taux de changement est suffisamment lent.

Les régulateurs de puissance destinés à fournir une haute puissance sont des régulateurs à découpage qui utilisent un retour d'information pour réguler une tension de sortie spécifique. Avec une charge électronique DC, la boucle de contrôle à DC peut également être examinée, ou du bruit peut être injecté et utilisé pour examiner la capacité de régulation du circuit. Cependant, les systèmes numériques réels ne fonctionnent pas en DC, ils fonctionnent en AC. Les charges électroniques DC destinées à tester ces circuits de régulateurs ou VRMs nécessitent une autre fonctionnalité qui permet ce type de test.

Réponse transitoire

Certaines charges DC auront une fonction transitoire ou une fonction de marche qui permet de mesurer la réponse AC d'un régulateur DC. Essentiellement, la fonction transitoire activera la livraison de puissance au circuit de charge interne sur un temps de montée très court, imitant une fonction de marche sur l'entrée. Le circuit de régulateur de puissance passe très rapidement d'une livraison de puissance faible à une livraison de puissance élevée, et la boucle de régulation et le circuit de retour doivent compenser ce changement brusque de puissance de sortie. La réponse résultante pendant ce test de charge peut être mesurée, normalement en conjonction avec un autre instrument (un oscilloscope).

Que peut-on apprendre d'une mesure transitoire avec une charge DC ? Il y a quelques points importants qui peuvent être examinés :

• EMI en rafale pendant l'étape de charge
• Appel de courant à l'entrée du circuit régulateur
• Chute de tension de sortie sur une alimentation en amont
• Conduire un régulateur à l'instabilité ou à l'oscillation soutenue
• Temps pour monter à la pleine puissance de sortie après l'étape de charge

Tout ce qui précède nécessitera un oscilloscope, ou un analyseur de spectre dans le cas d'EMI par salves.

Modes transitoires et balayages

Souvent, lorsqu'on essaie de simuler une charge de haute puissance sur un régulateur, nous ne voulons pas juste observer des événements transitoires uniques. Les régulateurs dans un système commercial peuvent avoir besoin de soutenir de multiples événements transitoires, certains pouvant survenir de manière aléatoire. Le système doit alors être capable de compenser à la fois de grands événements uniques, ainsi que des événements aléatoires répétés, parfois variables en délai et en magnitude.

Par exemple, la série de charges électroniques Rigol DL3000 permet des flux continus d'impulsions et de rampes à travers une liste de valeurs de test possibles. Ce basculement permet de simuler des changements périodiques ou aléatoires dans la charge et rapproche les tests de ce que vous pourriez attendre dans un système réel.

Configuration du mode transitoire dans une charge CC. (Image de la configuration Rigol DL3000)

La charge Rigol mentionnée ci-dessus, ainsi que d'autres charges, peuvent même superposer une onde de sonnerie sur les étapes de charge. Cela serait nécessaire pour tester la réponse de la boucle de contrôle dans un régulateur de puissance ou un VRM.

Ce qu'il ne vous dit pas, c'est la réponse du circuit régulateur et du réseau de distribution d'énergie (PDN) de votre carte de circuit imprimé aux changements de charge. Pour cela, vous auriez besoin d'une carte de test avec accès aux sondes et d'une sonde spécialisée capable de gérer la livraison d'énergie sur des bandes passantes très larges. Cette mesure de domaine temporel beaucoup plus spécialisée implique plusieurs instruments et est quelque chose que je réserverai pour un futur article.

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