Tasa de variación (slew rate) y las configuraciones disponibles

La tasa de variación (slew rate) define la velocidad máxima de cambio por unidad de tiempo para la tensión o la corriente de salida. Los límites de Magna-Power en la tasa de variación producen un efecto no lineal en el tiempo de subida. Las especificaciones de tasa de variación de Magna-Power caracterizan el tiempo de subida de la fuente de alimentación en respuesta a un cambio programado de tensión o corriente. La tasa de variación es diferente de la especificación de respuesta transitoria de la fuente de alimentación, que es mucho más rápida y caracteriza la respuesta de la fuente de alimentación ante un cambio de carga escalonado.

Magna-Power ofrece dos configuraciones de sus fuentes de alimentación MagnaDC: salida estándar y salida de alta tasa de variación (+HS). La etapa de salida estándar de las fuentes de alimentación MagnaDC ha sido diseñada para proporcionar la menor tensión de rizado de salida posible dentro de las limitaciones de los componentes disponibles, tamaño y costo. Parte de la etapa de salida consiste en un banco de condensadores electrolíticos de aluminio que posee las propiedades eléctricas deseadas para cumplir esta función. Si bien la presencia de estos componentes y el rendimiento resultante son normalmente aceptados en la industria, existen aplicaciones donde una menor capacitancia de salida con tiempos de subida y bajada más rápidos son extremadamente deseables y una mayor tensión de rizado es aceptable. Para satisfacer esta necesidad, se ofrece la opción de alta tasa de variación (+HS) que cuenta con una etapa de salida compuesta por condensadores de película de baja capacitancia y condensadores electrolíticos de aluminio. La opción de alta tasa de variación (+HS) debe instalarse en fábrica, preferiblemente en el momento del pedido. Las actualizaciones a la opción +HS están disponibles, pero requieren que la unidad sea enviada de vuelta a la fábrica para su modificación. La Tabla 1 proporciona las especificaciones de tasa de variación disponibles para las fuentes de alimentación DC programables MagnaDC, asumiendo una carga completamente resistiva.

Las especificaciones de tasa de variación se aplican a cualquier transición de tensión o corriente. Por ejemplo, la misma tasa de variación se aplicaría para una transición programada del 0 al 50% de la carga como del 0 al 100%. El tiempo de subida para tensión y corriente puede modelarse mediante la Ecuación 1:

donde `V(t)` es la tensión en un momento determinado, `V0` es la tensión de salida comandada, `t` es el tiempo, y `T` es la constante de tiempo de primer orden (especificación de tasa de variación de Magna-Power) en segundos.

Para ilustrar las especificaciones de tasa de variación, se conectó una fuente de alimentación TSD600-24/208+HS a una carga completamente resistiva y se le ordenó alcanzar su tensión y corriente a escala completa: 600 Vdc y 24 Adc, respectivamente. Los resultados de este experimento se muestran en la Figura 1. La traza azul es la señal de corriente y la traza amarilla es la señal de tensión. El rendimiento relativo, respecto a la tensión-corriente a escala completa, será consistente con los resultados mostrados en la Figura 1 para los modelos con la opción de alta tasa de variación (+HS).

Los nuevos valores de tensión y corriente se enviaron a la fuente de alimentación a -20 ms desde el origen. Para confirmar que la Ecuación 1 concuerda con los resultados experimentales, podemos analizar la primera división de tiempo principal, que ocurre 10 ms después de que la unidad comienza a aumentar la tensión y la corriente. En esta primera división de tiempo principal, `V0` es 600 Vdc, `t` es 0.01 s, y `T` es 0.004 s ya que se trata de una unidad de alta tasa de variación. La Ecuación 2 muestra la evaluación de la Ecuación 1, cuyo resultado es consistente con la traza amarilla en la primera división de tiempo principal de la Figura 1.