Carga electrónica con ensayo de protocolos de carga rápida

Un cargador de carga rápida es dos productos en uno: una fuente de alimentación que tiene que mantener una tensión bajo carga y un interlocutor que tiene que acordar un protocolo antes de entregar nada. Probarlo exige las dos mitades a la vez, y por eso una carga sola no basta.

Vista general del producto

La serie CH97 combina una carga electrónica de CC programable con detección de protocolos de carga rápida en un solo instrumento de sobremesa. La carga consume corriente del cargador y mide tensión, corriente y potencia; la sección de protocolos pregunta al cargador qué puede entregar y prepara la negociación, de modo que la carga puede aplicarse a la tensión que el producto usa realmente.

Cuatro modelos cubren la gama. Dos son unidades de 150 W de 0 a 60 V, una es de 150 W de 0 a 150 V y la mayor es de 300 W de 0 a 150 V. La compatibilidad de protocolos sube a lo largo de la serie, desde PD2.0, PD3.0 con PPS y los modos QC y Apple del modelo de entrada hasta PD3.1 en el mayor.

El panel frontal lleva un visualizador en color de 4,3 pulgadas a la izquierda, con las lecturas y el panel de protocolos uno al lado del otro, un teclado numérico y un mando giratorio a la derecha, y los bornes de carga en el borde inferior. La parte trasera lleva los bornes de detección y de control, el puerto serie y la entrada de red.

Cómo funciona la carga electrónica

La carga es un sumidero de corriente programable conectado a la salida del objeto de ensayo. Ajustar una corriente obliga al cargador a entregarla, y la tensión que aparece en los bornes es la regulación del cargador en ese punto. La tensión y la corriente se muestrean a 500 kHz, lo bastante rápido para ver el rizado de la salida y no un valor promediado.

La sección de protocolos trabaja al otro lado de la interfaz. Excita las líneas CC y de datos para preguntar al cargador qué norma admite, lee la respuesta y después solicita una tensión y una corriente del repertorio de esa norma. Como la solicitud es una negociación y no un ajuste fijo, el instrumento tiene que identificar el protocolo antes de que la carga pueda aplicarse en el punto de trabajo previsto.

Los dos ensayos de cable se derivan de la misma interfaz. Un cable USB-C puede insertarse en cualquiera de los dos sentidos, así que CC1 y CC2 se detectan y se conmutan automáticamente. En los modelos superiores también se ensayan D+ y D− en los dos lados, y hay un E-marker incorporado para comprobar un cable de 5 A en las dos orientaciones.

El rizado se mide como valor de pico a pico con los picos positivo y negativo informados por separado, lo que distingue un cargador de salida estable de uno que oscila ante los cambios de carga. El modo dinámico de 50 kHz hace lo mismo con una carga que da escalones en lugar de mantenerse.

Cómo elegir la carga electrónica adecuada

Empiece por la lista de protocolos y no por la potencia. Los protocolos los fija el modelo, así que un producto que use PD3.1 necesita el modelo mayor sea cual sea su potencia nominal, y un producto que use VOOC necesita uno de los dos modelos de 150 V. Hacer de la potencia la primera pregunta lleva a un modelo que no puede negociar con el producto en absoluto.

Después, la tensión y la corriente. Un modelo de 60 V cubre cargadores de hasta 60 V; un modelo de 150 V cubre los adaptadores de más tensión y trae consigo el rango de 30 A. Compruebe la corriente máxima que entrega el producto contra el rango y no solo contra la potencia, porque un cargador de 100 W a 20 V consume 5 A y uno a 5 V consume 20 A.

Después, las mediciones. El rizado no está en todos los modelos, y es la medición que separa un cargador que funciona de uno que funciona en silencio. OCP y la captura del punto de máxima potencia están en la serie; el ensayo por lista convierte una secuencia de puntos de trabajo en un único aprobado o rechazado.

Por último, el banco. El enlace serie aislado con SCPI y el puerto USB host son para un banco que ejecuta el ensayo desde una computadora y conserva los registros; las salidas GO y NG y la entrada de arranque externo son para un utillaje que hace lo mismo en hardware.

Envíe la lista de protocolos, la tensión y la corriente máximas y las mediciones que exige el plano, y podrá proponerse un modelo ajustado a ellos.

Limitaciones de medición y criterios de selección

La carga es un sumidero. Consume corriente del objeto de ensayo y no puede suministrarla, así que un producto que tenga que cargarse y descargarse al mismo tiempo necesita dos instrumentos y no uno.

La detección de protocolos responde a lo que anuncia el cargador, no a si cumple. Un cargador puede negociar un perfil de 20 V y después no mantenerlo bajo carga; para eso está la carga. Los dos resultados tienen que leerse juntos, y una página que solo informa del resultado del protocolo informa de la mitad del ensayo.

Los ensayos de cable están limitados por el cable en uso. Un cable de dos hilos pasará la prueba de orientación de CC por cualquiera de los dos lados porque no hay nada que detectar; el ensayo tiene sentido en un cable con E-marker o con las líneas de datos presentes.

Las cifras de rizado dependen del ancho de banda de la medición. El instrumento muestrea a 500 kHz, pero la cifra que informa depende del ajuste del filtro, así que dos instrumentos con ajustes distintos informarán rizados distintos sobre el mismo cargador. El ajuste tiene que formar parte del registro del ensayo.

Por último, las dos afirmaciones del material sobre la disponibilidad del rizado no coinciden para el modelo intermedio. Hasta que eso se resuelva, un banco que necesite rizado debe especificarse sobre un modelo en el que el material no sea ambiguo.