Carga eletrônica com ensaio de protocolo de carga rápida

Um carregador de carga rápida são dois produtos em um: uma fonte de alimentação que tem de manter uma tensão sob carga, e um parceiro de negociação que tem de acordar um protocolo antes de entregar qualquer coisa. Ensaia-lo exige as duas metades ao mesmo tempo, e é por isso que uma carga sozinha não basta.

Visão geral do produto

A série CH97 combina uma carga eletrônica CC programável com detecção de protocolo de carga rápida em um único instrumento de bancada. A carga consome corrente do carregador e mede tensão, corrente e potência; a seção de protocolo pergunta ao carregador o que ele pode entregar e monta a negociação, de modo que a carga pode ser aplicada na tensão que o produto realmente usa.

Quatro modelos cobrem a faixa. Dois são unidades de 150 W em 0 a 60 V, um é de 150 W em 0 a 150 V, e o maior é de 300 W em 0 a 150 V. O suporte a protocolos sobe ao longo da série, de PD2.0, PD3.0 com PPS e modos QC e Apple no modelo de entrada até PD3.1 no maior.

O painel frontal traz um display colorido de 4,3 polegadas à esquerda, com as leituras e o painel de protocolo lado a lado, um teclado numérico e um botão rotativo à direita, e os terminais de carga na borda inferior. A traseira traz os terminais de sensoriamento e de controle, a porta serial e a entrada de rede.

Como funciona o ensaio de carga rápida

A carga é um elemento de absorção de corrente programável, ligado à saída do objeto em ensaio. Ajustar uma corrente obriga o carregador a entregá-la, e a tensão que aparece nos terminais é a regulação do carregador naquele ponto. Tensão e corrente são amostradas a 500 kHz, o que é rápido o bastante para ver a ondulação na saída, e não um valor médio.

A seção de protocolo trabalha do outro lado da interface. Ela aciona as linhas CC e de dados para perguntar ao carregador qual padrão ele suporta, lê a resposta e então solicita uma tensão e uma corrente do menu daquele padrão. Como a solicitação é uma negociação, e não um ajuste fixo, o instrumento tem de identificar o protocolo antes que a carga possa ser aplicada no ponto de operação pretendido.

Os dois ensaios de cabo decorrem da mesma interface. Um cabo USB-C pode ser inserido em qualquer orientação, de modo que CC1 e CC2 são detectados e invertidos automaticamente. Nos modelos maiores, D+ e D− também são ensaiados nos dois lados, e um E-marker é integrado para que um cabo de 5 A possa ser verificado nas duas orientações.

A ondulação é medida como valor de pico a pico, com os picos positivo e negativo informados separadamente, o que distingue um carregador de saída estável de um que oscila nas variações de carga. O modo dinâmico de 50 kHz faz o mesmo trabalho para uma carga que varia em degraus, e não que se mantém.

Como escolher a carga eletrônica

Comece pela lista de protocolos, e não pela potência. Os protocolos são fixados pelo modelo, de modo que um produto que usa PD3.1 precisa do modelo maior qualquer que seja a sua potência, e um produto que usa VOOC precisa de um dos dois modelos de 150 V. Fazer da potência a primeira pergunta leva a um modelo que não consegue negociar com o produto.

Depois, a tensão e a corrente. Um modelo de 60 V cobre carregadores até 60 V; um modelo de 150 V cobre os adaptadores de tensão mais alta e traz junto a faixa de 30 A. Confira a corrente máxima que o produto entrega contra a faixa, e não apenas contra a potência, porque um carregador de 100 W em 20 V consome 5 A e um em 5 V consome 20 A.

Depois, as medições. A ondulação não está em todos os modelos, e é a medição que separa um carregador que funciona de um que funciona em silêncio. O OCP e a captura do ponto de máxima potência estão na série; o ensaio por lista transforma uma sequência de pontos de operação em um único aprovado ou reprovado.

Por fim, a bancada. O link serial isolado com SCPI e a porta USB host são para uma bancada que executa o ensaio por computador e mantém os registros; as saídas GO e NG e a entrada de partida externa são para um dispositivo que faz o mesmo em hardware.

Envie a lista de protocolos, a tensão e a corrente máximas e as medições que o desenho exige, e um modelo pode ser proposto a partir deles.

Limites de medição e critérios de seleção

A carga é um elemento de absorção. Ela consome corrente do objeto em ensaio e não consegue fornecê-la, de modo que um produto que precisa ser carregado e descarregado ao mesmo tempo exige dois instrumentos, e não um.

A detecção de protocolo responde o que o carregador anuncia, e não se ele cumpre. Um carregador pode negociar um perfil de 20 V e depois não conseguir mantê-lo sob carga; é para isso que serve a carga. Os dois resultados têm de ser lidos juntos, e uma página que informa apenas o resultado de protocolo informa metade do ensaio.

Os ensaios de cabo são limitados pelo cabo em uso. Um cabo de dois fios passa no ensaio de orientação de CC nos dois lados porque não há nada a detectar; o ensaio tem sentido em um cabo com E-marker ou com as linhas de dados presentes.

Os valores de ondulação dependem da largura de banda da medição. O instrumento amostra a 500 kHz, mas o valor que informa depende do ajuste de filtro, de modo que dois instrumentos com ajustes diferentes informarão ondulações diferentes no mesmo carregador. O ajuste tem de fazer parte do registro do ensaio.

Por fim, as duas declarações do material sobre a disponibilidade da ondulação não concordam para o modelo intermediário. Até que isso seja resolvido, uma bancada que precise de ondulação deve ser especificada em um modelo em que o material seja inequívoco.