Un método de baja costo y alta precisión para la medición del voltaje de ondulación utilizando un DAC y comparadores
Autores: Liu, Jincheng; Yue, Jiguang; Wang, Li; Wu, Chenhao; Lyu, Feng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Un método de baja costo y alta precisión para la medición del voltaje de ondulación utilizando un DAC y comparadores
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Sistema electrónico
Fuente de alimentación conmutada
Medición de ondulación
DAC
Comparadores de alta velocidad
Unidad de microcontrolador
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 44
Citaciones: Sin citaciones
Como núcleo del sistema electrónico, la fuente de alimentación conmutada (SMPS) puede provocar accidentes y catástrofes graves si falla repentinamente. Según la investigación relacionada, el monitoreo del rizado puede adquirir el grado de salud de la SMPS de forma indirecta. Para realizar una medición de rizado de bajo costo, alta precisión y automática, este documento propone un nuevo esquema de medición del voltaje de rizado (valor pico a pico), utilizando un DAC y dos comparadores de alta velocidad. Dentro de este esquema, el componente de CC de la salida de la SMPS es bloqueado por un filtro pasaaltos (HPF). Luego, la señal filtrada y el voltaje de referencia de un DAC componen juntos la entrada de un comparador de alta velocidad. Finalmente, los pulsos de salida del comparador son capturados por una unidad de microcontrolador (MCU), que readapta la salida del DAC mediante cálculos, y este proceso se repite hasta que la salida del DAC sea exactamente igual al valor pico (o valle) del rizado. Además, para acelerar el proceso de medición, se diseña un método de estimación de pico para calcular el valor pico (o valle) del rizado de la topología de buck mediante solo dos mediciones. Luego, se utiliza el método de búsqueda binaria para obtener un valor más exacto sobre la base de resultados estimativos. Además, se ejecuta un análisis del error de medición de este sistema de medición de rizado, que muestra que el error teórico es inferior al 0.5% cuando el valor de rizado es mayor a 500 mV. Además, se seleccionan componentes apropiados y se fabrica un prototipo para verificar la validez de la teoría propuesta.
Descripción
Como núcleo del sistema electrónico, la fuente de alimentación conmutada (SMPS) puede provocar accidentes y catástrofes graves si falla repentinamente. Según la investigación relacionada, el monitoreo del rizado puede adquirir el grado de salud de la SMPS de forma indirecta. Para realizar una medición de rizado de bajo costo, alta precisión y automática, este documento propone un nuevo esquema de medición del voltaje de rizado (valor pico a pico), utilizando un DAC y dos comparadores de alta velocidad. Dentro de este esquema, el componente de CC de la salida de la SMPS es bloqueado por un filtro pasaaltos (HPF). Luego, la señal filtrada y el voltaje de referencia de un DAC componen juntos la entrada de un comparador de alta velocidad. Finalmente, los pulsos de salida del comparador son capturados por una unidad de microcontrolador (MCU), que readapta la salida del DAC mediante cálculos, y este proceso se repite hasta que la salida del DAC sea exactamente igual al valor pico (o valle) del rizado. Además, para acelerar el proceso de medición, se diseña un método de estimación de pico para calcular el valor pico (o valle) del rizado de la topología de buck mediante solo dos mediciones. Luego, se utiliza el método de búsqueda binaria para obtener un valor más exacto sobre la base de resultados estimativos. Además, se ejecuta un análisis del error de medición de este sistema de medición de rizado, que muestra que el error teórico es inferior al 0.5% cuando el valor de rizado es mayor a 500 mV. Además, se seleccionan componentes apropiados y se fabrica un prototipo para verificar la validez de la teoría propuesta.