Las fuentes de alimentación de laboratorio se han vuelto indispensables para el trabajo diario en casi todos los proyectos de desarrollo. En los desarrollos actuales cada vez es más necesario el suministro sencillo de corriente y tensión junto con tareas más complejas como la disponibilidad de perfiles de corriente o tensión especialmente definidos. En concreto, el desarrollo de componentes IoT no solo requiere corrientes nominales sino también el funcionamiento en modo de bajo consumo, el cual exige las corrientes más bajas. Los dispositivos bajo prueba (DUT) pueden reaccionar de manera muy sensible a las fluctuaciones del suministro y, en el peor de los casos, pueden quedar destruidos. Por tanto, es imprescindible una alimentación muy precisa y limpia. Con la DP2031, RIGOL lanza una nueva fuente de alimentación multifunción CC de 222 W que destaca por su versatilidad y es ideal para aplicaciones industriales.
La DP2031 es una fuente de alimentación lineal regulada con tres canales aislados que se caracteriza por unas tensiones y corrientes de salida muy limpias, estable y precisas. En general, las fuentes de alimentación de CC tienen un componente de CA, aunque sea mínimo, que puede ser decisivo para provocar unos efectos indeseables sobre el DUT. Mientras que el rizado está representado por componentes periódicos de CA, el ruido es el resultado de variaciones aleatorias de CA. Dado que resulta difícil separar ambos entre sí, el rizado y el ruido se definen juntos es un valor especificado para la tensión y la corriente. El rizado y el ruido en las salidas de la DP2031 es <350 µVrms / 2 mVpp (entre 20 Hz y 20 MHz). Debido a su regulación interna, la fuente de alimentación puede regular las fluctuaciones de la red eléctrica con una tasa de regulación muy baja de <0,01% + 2 mV o + 250 µA hasta un valor muy pequeño, manteniendo así la estabilidad de la tensión de salida.
En las salidas, cada uno de los dos primeros canales proporciona una tensión/corriente CC de salida de hasta 32 V y 3 A. El tercer canal se puede incrementar a partir de un máximo de 6 V / 5 A hasta un valor opcional de 6 V / 10 A. Esto significa que con la DP2031 es posible suministrar una corriente más alta en el tercer canal para aquellas aplicaciones que requieran más corriente. No obstante, la fuente de alimentación también ofrece otra alternativa para incrementar la corriente o la tensión. Con esta finalidad, los dos primeros canales se pueden interconectar internamente en serie (mayor tensión) y en paralelo (mayor corriente) con el fin de duplicar la tensión de salida hasta 64 V a 3 A o duplicar la corriente hasta 6 A a 32 V. Esto significa que no hace falta instalar de manera externa este circuito en serie o en paralelo ya que se implementa internamente. Dependiendo de la carga, la fuente de alimentación conmuta el modo de salida a una fuente de tensión constante (CV) o corriente constante (CC). En modo CV, la tensión de salida es estable y coincide con la tensión establecida. Dependiendo del valor de la impedancia de la carga conectada [=DUT], la corriente requerida se define de forma variable y se entrega a la salida. En modo CC ocurre lo contrario: en este caso la corriente de salida es estable según el valor establecido y la tensión suministrada es variable en función del DUT conectado hasta el máximo valor establecido.
Con la DP2031 se puede establecer un límite tanto para la corriente como para la tensión (OVP y OCP, respectivamente), que se suma a una protección frente a sobretemperatura (OTP). Esta fuente de alimentación también ofrece la opción de medir los valores (corriente, tensión) y mostrarlos en la pantalla táctil. La DP2031 también se caracteriza por su respuesta muy rápida frente a transitorios de menos de 50 µs cuando la carga cambia del 50% al 100% o viceversa. Gracias a sus salidas totalmente aisladas también se puede utilizar en aplicaciones o circuitos sin conexión a tierra con una referencia aislada.
La fuente de alimentación se ha diseñado con salidas en la parte anterior y posterior, por lo que resulta óptima para su uso en equipos de prueba automática (ATE) dentro de un entorno de producción. Con este fin, la velocidad de comunicación para el control automático también se ha optimizado para garantizar el procesamiento de comandos en 10 ms. En este sentido, es importante que se puedan direccionar varios canales simultáneamente con un solo comando SCPI. La DP2031 se puede controlar mediante LAN, RS-232 y USB; además, como todos los equipos de RIGOL, la DP2031 también se puede controlar a través del juego de comandos SCPI. Si es necesario añadir otros equipos de medida a la configuración, se pueden controlar por medio de la interfaz digital de E/S utilizando cuatro entradas y salidas de disparo independientes a las que se pueden asignar diferentes tareas.
Las salidas de la parte posterior ofrecen la posibilidad de implementar una conexión Sense (detección) por canal. Estas conexiones son útiles si, p.ej., se introduce una corriente más alta en el DUT o si los cables de prueba entre la fuente de alimentación y el DUT son relativamente largos y no se puede tolerar una caída de tensión en los cables de prueba. Si no es admisible recurrir a cables de medida más cortos o más gruesos, la conexión de cuatro hilos es una solución adecuada. Gracias al uso de líneas de detección adicionales, una + y otra -, la tensión de entrada de la fuente de alimentación se aplica al DUT (ver Figura 1). Esto se consigue porque la caída de tensión en el DUT se mide directamente con un voltímetro de alta impedancia a través del cableado de detección. Debido a su alta resistencia, casi no circula corriente a través de las líneas de detección y la caída de tensión en las líneas de detección es casi nula, por lo que la caída de tensión exacta se puede determinar directamente en el DUT. La exactitud de configuración y medida en la fuente de alimentación es muy elevada gracias a la conexión de detección y no sería así si no fuera por este cableado adicional.
Se recomienda que los cables de medida estén trenzados y que el cableado de detección también esté trenzado por separado. Además, el cableado de detección debería ser lo más corto posible y su resistencia debería ser pequeña.
Figura 1: Conexión Sense (detección) de cuatro hilos a la DP2031.
Como el espacio a menudo es limitado, especialmente en producción, RIGOL ofrece un kit de instalación en rack de 19 pulgadas para uno o dos dispositivos para la DP2031. Por tanto, la DP2031 es una solución óptima para el uso de ATE desde el punto de vista de instalación, cableado posterior, interfaces y velocidad de comunicación.
En muchas áreas de aplicación es importante proporcionar la tensión o la corriente de manera predefinida con el fin de emular los patrones de alimentación correspondientes en las actividades respectivas. La fuente de alimentación DP2031 de RIGOL incorpora un generador arbitrario (ARB) para proporcionar las corrientes o las tensiones en una forma de onda arbitraria. También integra algunas plantillas, como p.ej. una onda sinusoidal, que se pueden crear con el valor y la frecuencia que se requieran. Como alternativa, por ejemplo, cualquier señal generada en el propio PC se puede introducir en el equipo. El incremento mínimo es de hasta 1 ms entre los puntos de salida y por tanto la tensión o la corriente pueden variar con mucha rapidez; en concreto se pueden definir hasta 512 puntos. Por ejemplo, la DP2031 puede crear un perfil de potencia que suministra la misma tensión con diferentes niveles de corriente para cubrir las necesidades de corriente de un circuito cuando desempeña diversas funciones, como por ejemplo un dispositivo IoT que transmita información al router por WiFi. La transmisión exige temporalmente un mayor consumo de energía (véase un ejemplo en la Figura 2) y la salida ARB se puede usar para implementar una prueba continua o única. La señal ARB se puede guardar y exportar. También es posible crear cualquier forma de onda en el PC e importarla. La señal ARB también se puede programar en el dispositivo utilizando el juego de comandos SCPI. El equipo también se puede utilizar para definir cómo debe ser el estado final o con qué frecuencia se debe repetir o entregar continuamente el perfil.
Figura 2: Función ARB en la DP2031 para generar diferentes niveles de corriente.
Para que pueda suministrar los valores óptimos de corriente y tensión es importante llevar el ajuste, la visualización y la exactitud de medida a un valor muy bajo. Por tanto, el incremento de los valores de salida puede ser muy preciso. El ajuste mínimo y de visualización de la DP2031 es de 1 mV y 0,1 mA, por lo que también es posible cambiar los parámetros de manera precisa teniendo en cuenta la exactitud especificada. Sin embargo, con los dispositivos IoT no solo son importantes los valores de corriente y tensión durante el funcionamiento. Muchos dispositivos solo funcionan en determinados momentos, pero siempre han de estar listos para activarse. Esto significa que los dispositivos están “dormidos” hasta que se “despiertan” para desempeñar su función. Por ejemplo, para no elevar demasiado el grado de exigencia a los dispositivos IoT alimentados por batería en el modo de bajo consumo puede circular una corriente muy pequeña con el fin de evitar una descarga innecesariamente rápida de la batería. La DP2031 ofrece de manera opcional un modo de baja corriente para este fin, que se puede utilizar para una corriente con un valor de hasta 11 mA. En este caso la resolución de visualización es de 1 µA y por tanto se pueden generar incluso las corrientes más pequeñas a partir de 30 µA, teniendo en cuenta la exactitud, y se mide en la pantalla de la DP2031.
La fuente de alimentación ofrece diversas funciones de análisis, como la posibilidad de medir pulsos de corriente. Con el análisis de pulsos de corriente es posible determinar el número de pulsos de corriente y la anchura del pulso, de manera que solo se cuentan los pulsos de corriente que superan un valor de umbral establecido (ver Figura 3).
Figura 3: Medida de pulsos de corriente con la DP2031. Aquí se visualiza el número de pulsos de corriente que superan o se sitúan por debajo del valor de umbral.
Esto se puede realizar con corrientes máximas positivas y con caídas de corriente no deseadas.
Además de los pulsos de corriente, el gráfico de tendencia de corriente/tensión o potencia también se puede visualizar a partir de uno de los tres canales. Con este fin, la medida de corriente es visible en el lado derecho, mientras que el gráfico de tendencia para toda la medida se puede ver en la parte izquierda. No obstante, los valores medidos también se pueden mostrar por medio de un gráfico en tiempo real, lo cual significa que el gráfico de corriente se puede ver en “modo roll”. El último punto de medida se elimina del gráfico cuando se adquiere el nuevo punto de medida. Con la representación de la potencia se puede mostrar la potencia suministrada a lo largo del tiempo. Estos datos también se pueden almacenar en la memoria interna por medio del registrador de datos. Si la memoria de 20 Mbytes no es suficiente, también se pueden guardar datos en un lápiz USB externo y llevar a cabo pruebas a largo plazo.
Además de la fuente de alimentación DP2031, RIGOL ha anunciado otros tres modelos de fuentes de alimentación con diferentes niveles de rendimiento y especificaciones: DP932A, DP932E y DP932U. Por ejemplo, el modelo DP932U ha sido especialmente desarrollado para el campo de la educación, como escuelas, universidades, etc. Este modelo se distribuye a estas instituciones con un precio especial para educación y características del hardware como los conectores de seguridad. Todas las nuevas fuentes de alimentación de CC de RIGOL son potentes equipos de medida que ofrecen los máximos niveles de calidad, flexibilidad y rendimiento a un precio sin precedentes.
