¿Qué es una Fuente de Alimentación Programable?
Las fuentes de alimentación programables son dispositivos que permiten ajustar la salida de tensión, corriente y frecuencia de manera flexible y controlada.
A diferencia de las fuentes de alimentación convencionales, donde la tensión y corriente de salida se ajustan manualmente, las fuentes de alimentación programables ofrecen la capacidad de ajustar estos parámetros mediante comandos emitidos por un controlador.
Usos de las Fuentes de Alimentación Programables
Las fuentes de alimentación programables desempeñan un papel crucial en la prueba y evaluación de dispositivos semiconductores y equipos electrónicos. Estas fuentes son especialmente útiles para adquirir datos de forma automática y analizar la respuesta de los dispositivos bajo diferentes condiciones de alimentación.
En particular, para aplicaciones que miden las características de tensión-corriente de semiconductores, existen dispositivos de medición especializados en los que una fuente de alimentación programable de alta precisión y un instrumento de medición de tensión-corriente están alojados en la misma carcasa y controlados por un controlador. Más recientemente, se han introducido productos que combinan una fuente de alimentación programable de gran capacidad y una unidad de medida para permitir la evaluación de semiconductores de potencia.
Otras áreas de aplicación de las fuentes de alimentación programables se están expandiendo desde los electrodomésticos a la industria aeroespacial, militar, generación de energía/energías renovables, etc.
Principios de las Fuentes de Alimentación Programables
Básicamente, una fuente de alimentación programable es un tipo de fuente de alimentación regulada en la que se establece una tensión de referencia mediante un convertidor D/A y se emite la tensión o corriente correspondiente. Cuando se conecta a un controlador, la tensión/corriente de salida puede variar si el controlador reescribe los datos en el convertidor D/A.
Tipos de Fuentes de Alimentación Programables
Los siguientes tipos de fuentes de alimentación pueden clasificarse según la configuración del circuito de alimentación.
1. Fuentes de Alimentación de CC de Tipo Cuentagotas
Las fuentes de alimentación de CC, también conocidas como fuentes de alimentación lineales o en serie, se caracterizan por el bajo ruido de la tensión de salida. Se utilizan principalmente en mediciones en las que el ruido debe mantenerse al mínimo, como cuando se trata de señales diminutas. Sin embargo, su eficiencia de conversión de potencia suele ser baja y generan mucho calor, por lo que es necesario tomar medidas de disipación térmica. La tensión de salida se compara con una tensión de referencia y se controla por realimentación para garantizar que la tensión sea siempre constante.
2. Fuente de Alimentación de CC Conmutada
En comparación con el sistema de cuentagotas, la fuente de alimentación de CC de tipo conmutado es más eficiente y actualmente es el principal tipo de fuente de alimentación. Aunque es ligeramente más ruidosa, genera menos calor y puede producir una fuente de alimentación de gran capacidad, por lo que también se utiliza en equipos de prueba que requieren una gran corriente, por ejemplo, para vehículos híbridos. Al igual que en el método del cuentagotas, la tensión de salida se compara con una tensión de referencia y se utiliza un control de realimentación para garantizar que la tensión sea siempre constante.
3. Fuentes de Alimentación de Alta Tensión
El rango de tensión de salida de las fuentes de alimentación programable comunes se sitúa en las decenas de voltios, pero existen fuentes de alimentación especializadas en la salida de alta tensión. Las fuentes de alimentación programable de alto voltaje, que pueden generar tensiones continuas de miles a decenas de miles de voltios, se utilizan en aplicaciones tales como:
- tubos fotomultiplicadores
- Espectrómetros de masas
- Control de haces de electrones
- Carga de tambores fotoconductores en fotocopiadoras, etc.
Sin embargo, rara vez se utilizan solas y suelen integrarse en los sistemas como parte del equipo.
4. Fuente de Alimentación Bipolar
Las fuentes de alimentación de CC también tienen la capacidad de generar señales de CA, lo que les permite funcionar tanto como fuentes como sumideros de potencia. Esto las convierte en una herramienta versátil que puede utilizarse en diversas aplicaciones.
En su configuración de circuito como amplificador de potencia, las fuentes de alimentación de CC pueden generar potencia de CA a frecuencias relativamente altas. Junto con un controlador o generador de señales, pueden generar formas de onda complejas para propósitos de prueba y análisis. Este tipo de fuente de alimentación también se utiliza para medir las características de las fluctuaciones de tensión en dispositivos electrónicos y para probar el accionamiento de elementos piezoeléctricos.
5. Generadores de Tensión/Corriente para Calibración
Los generadores de tensión/corriente utilizados como señales de referencia para calibrar/inspeccionar multímetros digitales que miden tensión y corriente, y diversos equipos en líneas de producción, también forman parte de las fuentes de alimentación programable. A diferencia de las fuentes de alimentación normales, requieren una gran precisión en los valores de tensión y corriente de salida, pero no tanto en la cantidad de potencia que se puede emitir. Pueden utilizarse, por ejemplo, en combinación con un controlador para adquirir automáticamente datos de calibración.