Análisis del bucle de control para fuentes de poder
El requerimiento básico de la fuente de poderpara un dispositivo electrónico es mantener un nivel de salida constante, sin importar que la carga del dispositivo cambie. Para monitorear el nivel de salida, un bucle de control cerrado proporciona a la fuente de poder una retroalimentación casi instantánea del nivel que requiere. La fuente de poder debe responder de manera rápida a los cambios de carga, sin una oscilación excesiva (es decir, debe oscilar entre la sobreoscilación y la suboscilación). La calidad de la retroalimentación desempeña un papel fundamental en el rendimiento de la fuente de poder.
Las fuentes de poder conmutadaso SMPS son prácticamente la elección universal para el diseño de fuentes de poder, debido a que son compactas, ligeras, eficientes, económicas y adecuadas para una amplia gama de rangos de voltaje de entrada. Para investigar si una fuente conmutada funciona correctamente en condiciones diversas, debe medirse tanto la ganancia como el desplazamiento de fase en el bucle de control en un rango de frecuencias, al tiempo que se introduce una señal de estímulo controlada para provocar una respuesta en el bucle de control.
Un diagrama de Bodees la herramienta que debe elegirse para el análisis del bucle de control de la fuente de poder, ya que muestra en simultáneo tanto la ganancia en decibelios, como el desplazamiento de fase en grados. Un diagrama de bode proporciona información acerca del rendimiento (velocidad de regulación) del bucle a medida que la frecuencia de la señal cambia, así como lo cerca que el sistema está de la inestabilidad. Al comparar la frecuencia a la que la ganancia cruza el umbral de los 0 dB con la fase, el margen de fase muestra cuánto le queda antes de que el sistema se comporte de manera inestable.
Un osciloscopioes el instrumento de mediciónmás apropiado, y junto con un diagrama de bodela herramienta ideal para el análisis del bucle de control por varias razones:
- Las mediciones de la gama de frecuenciasde la respuesta de bucle de control deben realizarse desde cerca de la CC hasta unos pocos MHz, y para este tipo de mediciones los osciloscopios son las herramientas más adecuadas.
- Los resultados del diagrama de bode son fáciles de analizar. Ya que tanto la ganancia como los desplazamientos de fase se muestran en simultáneo a medida que la frecuencia cambia, los diseñadores pueden ver claramente si se cumplen sus objetivos de margen de fase en la frecuencia de cruce, así como de ganancia en el desplazamiento de fase de –180° a fin de cumplir con los requerimientos de rendimiento y estabilidad.
- Los osciloscopios de banco de pruebas de uso generalofrecen un nivel de rendimiento excepcional para mediciones de respuesta en frecuencia que satisfará la mayoría de requerimientos a un costo mucho menor que otras alternativas. Además, un osciloscopio puede también utilizarse para cientos de otras tareas de medición.
