¿Qué es la regulación de carga en una fuente de CA, cómo funciona y por qué es importante?

¿Qué es la regulación de la carga?

La regulación de carga garantiza que la tensión de salida programada permanezca constante a pesar de las variaciones de carga Se calcula mediante la siguiente fórmula:
Donde VLmin es la tensión en vacío y VLmax es la tensión a carga nominal máxima. Normalmente se especifica en % de la tensión a plena escala. Cuanto menor sea el porcentaje de regulación de carga, mejor. En un caso ideal, la regulación de carga sería del 0%, por lo que los cambios en el nivel de carga no tendrían ningún efecto sobre la tensión de salida de la fuente. Obviamente, esto no es práctico, pero las regulaciones de carga en el percentil fraccionario son factibles con un buen diseño del bucle de regulación.

¿Cómo funciona?

La impedancia programable se basa en la retroalimentación de una señal al bucle de control del inversor de salida que es proporcional a la corriente de carga. Al sumar esta señal con la señal de error que se utiliza para mantener la tensión de salida, la cantidad de cambio de tensión es ahora una función tanto del valor de consigna programado como de la corriente de carga. Este concepto se ilustra en la figura 2.

Simple-Error-Amplifier-Schematic.pngA bajas corrientes de carga, hay poco refuerzo de esta retroalimentación de corriente. A corrientes de carga más altas, la cantidad de retroalimentación aumenta, aumentando efectivamente la tensión de salida para simular una impedancia de salida más baja. Dado que el nivel de compensación se puede programar, la impedancia de salida es ahora programable.

¿Por qué es importante?

Sin una buena regulación de la carga, la tensión de salida disminuirá con el aumento de la carga o se disparará cuando se retire repentinamente una carga. Los resultados de las pruebas en tales condiciones pueden no ser repetibles. ¿Cómo puede asegurarse de que lo programado se aplica realmente si la fuente de alimentación tiene una regulación de carga deficiente?

Una buena regulación de la carga se aplica tanto a fuentes de corriente continua como a fuentes de corriente alterna, pero es especialmente importante para las fuentes de corriente alterna, ya que la frecuencia de salida puede tener un gran impacto en la regulación de la carga. En el mundo actual de fuentes de alimentación conmutadas, se requieren filtros de salida para mitigar el ruido de conmutación de salida. Estos filtros de salida contienen inductancia en serie que aumenta la impedancia de salida a medida que aumenta la frecuencia. Así, mientras que la regulación de la carga puede ser correcta a 50 Hz, a 400 Hz u 800 Hz puede no serlo, lo que requiere un buen diseño del bucle de realimentación que incorpore compensación de frecuencia. Otro método perfeccionado consiste en incorporar una entrada de realimentación de corriente en el aspecto de realimentación que dé como resultado una mejor compensación de la carga. Históricamente, las fuentes de alimentación se han basado en circuitos analógicos como el que se muestra en la figura 1. En los diseños modernos de fuentes de alimentación de CA, como la serie AFX® totalmente digital de Pacific Power Source, los bucles de realimentación de regulación de carga se implementan en el dominio digital. Esto resulta en varias mejoras tales como:

  • Se acabó la dependencia de componentes analógicos como condensadores y resistencias con tolerancias de precisión finitas.
  • Capacidad para incorporar parámetros de salida programados como la frecuencia y la corriente de carga en los algoritmos del bucle de realimentación.
  • Capacidad para adaptar los bucles de realimentación a las condiciones de carga dinámica variables, ya que los parámetros del bucle pueden modificarse sobre la marcha según sea necesario para mantener una regulación de carga óptima.
Al seleccionar una fuente de alimentación de CA o CC, no se fije sólo en el número de especificación de regulación de carga, tenga en cuenta también la tecnología utilizada.

¿Qué es la regulación de la carga?

La regulación de carga garantiza que la tensión de salida programada permanezca constante a pesar de las variaciones de carga Se calcula mediante la siguiente fórmula:
Donde VLmin es la tensión en vacío y VLmax es la tensión a carga nominal máxima. Normalmente se especifica en % de la tensión a plena escala. Cuanto menor sea el porcentaje de regulación de carga, mejor. En un caso ideal, la regulación de carga sería del 0%, por lo que los cambios en el nivel de carga no tendrían ningún efecto sobre la tensión de salida de la fuente. Obviamente, esto no es práctico, pero las regulaciones de carga en el percentil fraccionario son factibles con un buen diseño del bucle de regulación.

¿Cómo funciona?

La impedancia programable se basa en la retroalimentación de una señal al bucle de control del inversor de salida que es proporcional a la corriente de carga. Al sumar esta señal con la señal de error que se utiliza para mantener la tensión de salida, la cantidad de cambio de tensión es ahora una función tanto del valor de consigna programado como de la corriente de carga. Este concepto se ilustra en la figura 2.

Simple-Error-Amplifier-Schematic.pngA bajas corrientes de carga, hay poco refuerzo de esta retroalimentación de corriente. A corrientes de carga más altas, la cantidad de retroalimentación aumenta, aumentando efectivamente la tensión de salida para simular una impedancia de salida más baja. Dado que el nivel de compensación se puede programar, la impedancia de salida es ahora programable.

¿Por qué es importante?

Sin una buena regulación de la carga, la tensión de salida disminuirá con el aumento de la carga o se disparará cuando se retire repentinamente una carga. Los resultados de las pruebas en tales condiciones pueden no ser repetibles. ¿Cómo puede asegurarse de que lo programado se aplica realmente si la fuente de alimentación tiene una regulación de carga deficiente?

Una buena regulación de la carga se aplica tanto a fuentes de corriente continua como a fuentes de corriente alterna, pero es especialmente importante para las fuentes de corriente alterna, ya que la frecuencia de salida puede tener un gran impacto en la regulación de la carga. En el mundo actual de fuentes de alimentación conmutadas, se requieren filtros de salida para mitigar el ruido de conmutación de salida. Estos filtros de salida contienen inductancia en serie que aumenta la impedancia de salida a medida que aumenta la frecuencia. Así, mientras que la regulación de la carga puede ser correcta a 50 Hz, a 400 Hz u 800 Hz puede no serlo, lo que requiere un buen diseño del bucle de realimentación que incorpore compensación de frecuencia. Otro método perfeccionado consiste en incorporar una entrada de realimentación de corriente en el aspecto de realimentación que dé como resultado una mejor compensación de la carga. Históricamente, las fuentes de alimentación se han basado en circuitos analógicos como el que se muestra en la figura 1. En los diseños modernos de fuentes de alimentación de CA, como la serie AFX® totalmente digital de Pacific Power Source, los bucles de realimentación de regulación de carga se implementan en el dominio digital. Esto resulta en varias mejoras tales como:

  • Se acabó la dependencia de componentes analógicos como condensadores y resistencias con tolerancias de precisión finitas.
  • Capacidad para incorporar parámetros de salida programados como la frecuencia y la corriente de carga en los algoritmos del bucle de realimentación.
  • Capacidad para adaptar los bucles de realimentación a las condiciones de carga dinámica variables, ya que los parámetros del bucle pueden modificarse sobre la marcha según sea necesario para mantener una regulación de carga óptima.
Al seleccionar una fuente de alimentación de CA o CC, no se fije sólo en el número de especificación de regulación de carga, tenga en cuenta también la tecnología utilizada.