Conoscere i test sull'elettronica di potenza

Soluzioni all'avanguardia per verificare i progetti di sistemi elettronici di potenza

Un sistema elettronico di potenza inserito in una scheda di elaborazione digitale deve affrontare problemi diversi, ma pur sempre analoghi a quelli dei circuiti logici. Questi problemi richiedono la ricerca di compromessi che influenzano le scelte di progettazione. I semiconduttori ad ampia banda proibita (wide bandgap), come il nitruro di gallio (GaN) e il carburo di silicio (SiC), nei convertitori di potenza contribuiscono a:

Ridurre le dimensioni dell'alimentatore
Diminuire le perdite di commutazione
Aumentare l'efficienza

Tuttavia, le frequenze di commutazione più elevate utilizzate amplificano anche i potenziali problemi dovuti a effetti parassiti all'interno del convertitore di potenza.

Sfide nella progettazione e nei test dell'elettronica di potenza

L'aumento della frequenza operativadi un alimentatore a commutazione può ridurre l'ondulazione della corrente dell'induttore, l'ondulazione della tensione di uscita e la capacità, nonché le dimensioni dell'alimentatore, ma aumenta anche le perdite e il calore dell'alimentatore, le interazioni tra i transistor sul ramo e basso del ponte di conversione e il rischio di conduzione contemporanea (shoot-through).
L'aumento del rumoreproveniente dall'alimentatore è una causa primaria di interferenze elettromagnetiche.
I layout compatti, fonte di aumento del calore con variazioni termiche, provocano erroriin componenti come regolatori, amplificatori e convertitori.
Le tensioni più basse riducono le tolleranzee aumentano i requisiti di precisione. La struttura delle rete di distribuzione dell'alimentazione diventa più complessa, per fornire un'ampia varietà di tensioni a diversi domini di alimentazione, richiedendo più linee per raggiungere tutti i pin dei circuiti integrati.
Le linee in corrente continua più sottilisono un modo per rendere più compatto un layout e gestirne la complessità, ma sono anche più suscettibili al surriscaldamento e all'aumento dell'induttanza.

Garantire l'affidabilità dei circuiti elettronici di potenza

L'affidabilità è un requisito fondamentale per i circuiti elettronici di potenza; se il circuito di alimentazione si interrompe, il dispositivo non funziona. Un'elevata efficienza riduce al minimo le perdite di energia che causano la generazione di calore e contribuisce all'affidabilità. Anche i circuiti elettronici di potenza più efficienti generano calore, quindi un'adeguata progettazione della dissipazione del calore e la scelta di materiali adeguati sono aspetti fondamentali. I circuiti elettronici di potenza devono soddisfare anche i requisiti EMI; le emissioni interessano sia il dispositivo stesso che quelli vicini.

Soluzioni di test per l'elettronica di potenza di Rohde & Schwarz

Analisi della commutazione

Comprende i fondamenti dei convertitori AC-DC, i test di affidabilità nella progettazione dei convertitori di potenza e i metodi di verifica dell'isolamento elettrico tra ingresso e uscita nei convertitori AC-DC.

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Analisi dell'anello di controllo

Un alimentatore persegue l'obiettivo di mantenere un livello di uscita costante, nonostante il carico del dispositivo cambi. Il diagramma di Bode è lo strumento preferito per l'analisi dell'anello di controllo dell'alimentazione.

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Debug EMI

Individuare, analizzare e correggere le cause delle interferenze elettromagnetiche nelle prime fasi del processo di sviluppo rappresenta il modo più sicuro per superare un test di conformità alle norme EMI ed evitare riprogettazioni successive, ritardi e costi aggiuntivi.

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Consumo di energia

Per i dispositivi alimentati a batteria, la durata di quest'ultima rappresenta un aspetto cruciale della progettazione. Ridurre al minimo il consumo di energia è assolutamente indispensabile per le apparecchiature alimentate a batteria e quasi altrettanto importante per quelle elettriche alimentate dalla rete.

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Integrità dell’alimentazione

L'analisi delle prestazioni della rete di alimentazione su un circuito stampato è una parte fondamentale del processo di progettazione dei circuiti.

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Verifica del progetto

Il comportamento dinamico durante l'avviamento e gli effetti delle variazioni di carico richiedono apparecchiature di prova più complesse.

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USB 3.2 Gen 1&2 transmitter and receiver compliance approved by the USB-IF

Rohde & Schwarz approved by USB-IF for USB 3.2 Gen 1 & Gen 2 transmitter and receiver compliance testing

The USB Implementers Forum (USB-IF) has approved the USB 3.2 Gen 1 & Gen 2 transmitter and receiver compliance test solution from Rohde & Schwarz, confirming that it meets the stringent requirements set by the standardization body. Manufacturers of USB devices preparing for official USB-IF certification can have full confidence in the accuracy and reliability of the test results produced by the test solution.

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