Raqamli osiloskop yordamida kommutatsiya quvvatini o'lchash usuli
An'anaviy analog quvvat manbalaridan samarali kommutatsiya quvvat manbalariga qadar, quvvat manbalarining turlari va o'lchamlari juda katta farq qiladi. Ularning barchasi murakkab va dinamik ish muhitiga duch keladi. Uskunaning yuki va talabi bir zumda sezilarli o'zgarishlarga duch kelishi mumkin. Hatto "kundalik" kommutatsiya quvvat manbai ham o'rtacha ish darajasidan ancha yuqori bo'lgan lahzali cho'qqilarga bardosh bera olishi kerak. Quvvat manbalarini ishlatish uchun quvvat manbalarini yoki tizimlarni loyihalashtirgan muhandislar statik va eng yomon sharoitlarda elektr ta'minotining ish sharoitlarini tushunishlari kerak.
Ilgari quvvat manbalarining xulq-atvor xususiyatlarini tavsiflash statik oqim va kuchlanishni o'lchash uchun raqamli multimetrdan foydalanishni va kalkulyator yoki shaxsiy kompyuter yordamida mashaqqatli hisob-kitoblarni amalga oshirishni nazarda tutgan. Bugungi kunda ko'pchilik muhandislar osiloskoplarga o'zlarining afzal ko'rgan quvvat o'lchash platformasi sifatida murojaat qilishadi. Zamonaviy osiloskoplar o'rnatilgan quvvatni o'lchash va tahlil qilish dasturi bilan jihozlanishi mumkin, bu esa sozlashni soddalashtiradi va dinamik o'lchashni osonlashtiradi. Foydalanuvchilar asosiy parametrlarni sozlashlari, avtomatik hisoblashlari va bir necha soniya ichida natijalarni ko'rishlari mumkin, shunchaki xom ma'lumot emas.
Elektr ta'minotini loyihalash masalalari va o'lchash talablari
Ideal holda, har bir quvvat manbai u uchun mo'ljallangan matematik model kabi ishlashi kerak. Ammo haqiqiy dunyoda komponentlar nuqsonli, yuklar o'zgarishi, quvvat manbai buzilishi va atrof-muhitdagi o'zgarishlar ishlashni o'zgartirishi mumkin. Bundan tashqari, doimiy ravishda o'zgarib turadigan ishlash va narx talablari ham elektr ta'minoti dizaynini murakkablashtiradi. Ushbu masalalarni ko'rib chiqing:
Elektr ta'minoti nominal quvvatidan tashqari qancha vatt quvvatni ushlab turishi mumkin? Qancha vaqt davom etishi mumkin? Elektr ta'minoti qancha issiqlik chiqaradi? Haddan tashqari qizib ketganda nima bo'ladi? Qancha sovutish havo oqimini talab qiladi? Yuk oqimi sezilarli darajada oshganda nima bo'ladi? Qurilma nominal chiqish kuchlanishini saqlab qola oladimi? Elektr ta'minoti chiqish uchida to'liq qisqa tutashuvga qanday javob beradi? Elektr ta'minotining kirish kuchlanishi o'zgarganda nima bo'ladi?
Dizaynerlar kamroq joy egallagan, issiqlikni kamaytiradigan, ishlab chiqarish xarajatlarini kamaytiradigan va qat'iy EMI / EMC standartlariga javob beradigan quvvat manbalarini ishlab chiqishlari kerak. Faqatgina qat'iy o'lchov tizimi muhandislarga ushbu maqsadlarga erishish imkonini beradi.
Osiloskop va quvvat manbaini o'lchash
Yuqori tarmoqli kengligi o'lchovlari uchun osiloskopdan foydalanishga odatlanganlar uchun quvvatni o'lchash oddiy bo'lishi mumkin, chunki uning chastotasi nisbatan past. Darhaqiqat, yuqori tezlikda ishlaydigan elektron dizaynerlar quvvatni o'lchashda hech qachon duch kelmasligi kerak bo'lgan ko'plab qiyinchiliklar mavjud.
Butun kommutatorning kuchlanishi yuqori va suzuvchi bo'lishi mumkin, ya'ni u erga ulanmagan. Signalning impuls kengligi, davri, chastotasi va ish sikli har xil bo'ladi. To'lqin shaklini to'g'ri qo'lga kiritish va tahlil qilish va to'lqin shaklidagi har qanday anormalliklarni aniqlash kerak. Osiloskoplar uchun talablar talabchan. Bir nechta problar - bir vaqtning o'zida bitta uchli problarni, differentsial problarni va oqim problarini talab qiladi. Uzoq muddatli past chastotali olish natijalari uchun yozib olish joyini ta'minlash uchun asbob katta xotiraga ega bo'lishi kerak. Va bu bitta sotib olishda sezilarli amplituda farqlari bilan turli xil signallarni qo'lga kiritishni talab qilishi mumkin.
Kommutatsiya quvvat manbai asoslari
Ko'pgina zamonaviy tizimlarda doimiy tok manbaining asosiy arxitekturasi o'zgaruvchan yuklarni samarali engish qobiliyati bilan mashhur bo'lgan kommutatsiya quvvat manbai (SMPS) hisoblanadi. Odatda kommutatsiya quvvat manbaining elektr signali yo'li passiv komponentlar, faol komponentlar va magnit komponentlarni o'z ichiga oladi. Kommutatsiya quvvat manbalari rezistorlar va chiziqli tranzistorlar kabi yo'qolgan komponentlardan foydalanishni minimallashtirishi va asosan kommutatsiya tranzistorlari, kondansatörler va magnit komponentlar kabi (ideal) yo'qotishsiz komponentlardan foydalanishi kerak.
Kommutatsiya quvvat manbai qurilmasi, shuningdek, impuls kengligi modulyatsiyasi regulyatori, impuls chastotasi modulyatsiyasi regulyatori va teskari aloqa halqasi kabi komponentlarni o'z ichiga olgan boshqaruv qismiga ega. Boshqarish bo'limi o'z quvvat manbaiga ega bo'lishi mumkin. 1-rasm kommutatsiya quvvat manbaining soddalashtirilgan sxematik diagrammasi bo'lib, u faol qurilmalar, passiv qurilmalar va magnit komponentlarni o'z ichiga olgan quvvatni konvertatsiya qilish qismini ko'rsatadi.
Kommutatsiya quvvat manbai texnologiyasi metall oksidi dala effektli tranzistorlar (MOSFETs) va izolyatsiyalangan eshikli bipolyar tranzistorlar (IGBT) kabi yarim o'tkazgichli kommutatsiya qurilmalaridan foydalanadi. Ushbu qurilmalar qisqa o'tish vaqtiga ega va beqaror kuchlanish sur'atlariga bardosh bera oladi. Xuddi shunday muhim, ular ham ochiq, ham yopiq holatda, yuqori samaradorlik va past issiqlik ishlab chiqarishda juda kam energiya iste'mol qiladilar. Kommutatsiya qurilmalari, asosan, kommutatsiya quvvat manbalarining umumiy ishlashini aniqlaydi. Kommutatsiya qurilmalarining asosiy o'lchovlari quyidagilardan iborat: kommutatsiya yo'qolishi, o'rtacha quvvat yo'qolishi, xavfsiz ish maydoni va boshqalar.
