PSU conmutada para bancos de pruebas 0-32V USB-C

Fuente de alimentación conmutada compacta USB-C para bancos de pruebas

Desarrollé una fuente de alimentación conmutada de código abierto para pruebas en banco de dispositivos bajo carga (DUT). La unidad obtiene energía de USB-C Power Delivery hasta 100 W y proporciona 0–32 V a 3 A, con rizado de voltaje <30 mV pp y rizado de corriente <2 mA RMS. Se controla mediante MCU a través de USB con una biblioteca de Python; soporta SCPI y algoritmos personalizados. Sin aislamiento galvánico: el enfoque está en la compacidad e integración en bancos de pruebas.

Estructuralmente: el host USB (PC o SBC) controla el MCU, que gestiona el adaptador Type-C y la carga del DUT. El conector PLD combina entrada/salida de potencia, USB e interfaces del MCU. Protecciones: OVP, OPP, OCP (respuesta <10 ms a Iload > 2×Iresp), sobre-temperatura.

Integración en bancos de pruebas

En los bancos de pruebas, la fuente se monta dentro del fixture. La alimentación del DUT se entrega mediante conectores board-to-board o cables. Se pueden instalar múltiples unidades para pruebas multi-voltaje o con un PC de control integrado.

Escenarios clave:

• Montaje en el panel trasero con acceso a conectores.
• Potencia en cascada mediante cross-boards.
• Configuración multicanal (múltiples fuentes).
• PC integrado con acceso USB en PLD.

Automatización: algoritmos preestablecidos, disparadores de eventos, apagado por exceso de corriente. Sin controles manuales: minimiza errores humanos en producción remota.

Uso en escritorio

Para desarrolladores, la unidad reemplaza fuentes de laboratorio voluminosas. Configuración mediante consola, Jupyter o SmuView. Un solo botón para encendido/apagado, indicadores LED de estado. Salida mediante bornes banana de 4 mm.

Ventajas:

• Compacidad sin pantalla (como analizadores lógicos).
• Resolución de punto de consigna: 10 mV (V), 1 mA (I).
• Precisión de punto de consigna: <0.1% + 30 mV (V), <0.1% + 5 mA (I).
• Medidas: V, I, P con resolución 10 mV/1 mA, precisión <0.1% + offset.

Opcional: módulo con pantalla y encoders.

Especificaciones detalladas

Parámetros eléctricos

| Parámetro | Valor |

|----------|-------|

| Entrada | USB-C PD 100 W |

| Salida | 0–32 V, 3 A, 96 W |

| Rizado de voltaje | <30 mV pp |

| Rizado de corriente | <2 mA RMS |

| Regulación de carga (10–90%) | V: <0.1% + 20 mV, I: <0.1% + 5 mA |

| Regulación de línea (±10%) | V: <0.1% + 20 mV, I: <0.1% + 5 mA |

| Tiempo de recuperación | <200 µs |

| Sobretensión al apagado | <100 mV |

Protecciones y control

• OVP/OPP/OCP: ajustables, OCP <10 ms.
• Interfaces: USB-B, SCPI, puertos MCU para personalización.
• Construcción: disipador pasivo, orificios roscados, USB-C/B, banana, conectores PLD.

Aspectos clave

• Estabilidad en banco: regulación de carga <0.1% + offset, recuperación <200 µs: crítico para ciclos automatizados.
• Código abierto: hardware/software en Python, modificaciones de firmware MCU.
• Compacidad: se integra en fixtures sin pantalla, configuraciones multi-unidad.
• Mediciones: precisión <0.1% para monitoreo en tiempo real de V/I/P.
• Hoja de ruta: recopilar opiniones, pruebas, crowdfunding en CrowdSupply, serie de herramientas (programador, DAQ).

— Editorial Team