Για να κατανοήσουμε τη σταθερότητα ενός ρυθμιστή μεταγωγής, συχνά χρειάζεται να μετρήσουμε την απόκριση μεταβατικής φόρτισης. Επομένως, η εκμάθηση του τρόπου μέτρησης της παροδικής απόκρισης είναι απαραίτητη για τους μηχανικούς στον τομέα των ηλεκτρονικών.

Σε αυτό το μερίδιο, θα εξηγούσαμε τον ορισμό της μεταβατικής απόκρισης φορτίου, τα κύρια σημεία-κλειδιά σε μια μέτρηση, τον τρόπο μέτρησης της μεταβατικής απόκρισης με FRA και ένα πραγματικό παράδειγμα μέτρησης και προσαρμογής της μεταβατικής απόκρισης φορτίου ενός ρυθμιστή μεταγωγής. Εάν δεν είστε ξεκάθαροι σχετικά με τον τρόπο μέτρησης της παροδικής απόκρισης, μπορείτε να καταλάβετε τη μέθοδο μέσω αυτής της κοινής χρήσης. Ας συνεχίσουμε να διαβάζουμε!

Το να μοιράζεσαι σημαίνει ότι νοιάζεσαι!

Περιεχόμενο

● Τι είναι η μεταβατική απόκριση φορτίου;

● 5 βασικά σημεία για την αξιολόγηση της παροδικής απόκρισης

● Πώς να αξιολογήσετε την παροδική απόκριση;

● Παράδειγμα προσαρμογής παροδικής απόκρισης

● FAQ

● Συμπέρασμα

Τι είναι η μεταβατική απόκριση φορτίου;

Η μεταβατική απόκριση φορτίου είναι το χαρακτηριστικό απόκρισης σε μια ξαφνική διακύμανση φορτίου, δηλαδή ο χρόνος έως ότου η τάση εξόδου επιστρέψει σε μια προκαθορισμένη τιμή μετά την πτώση ή την αύξηση, και η κυματομορφή της τάσης εξόδου. Είναι μια βασική παράμετρος γιατί σχετίζεται με τη σταθερότητα της τάσης εξόδου σε σχέση με το ρεύμα φορτίου.

Σε αντίθεση με τη ρύθμιση φορτίου, είναι, ακριβώς όπως το όνομα υποδηλώνει ένα χαρακτηριστικό μεταβατικής κατάστασης. Τα πραγματικά φαινόμενα εξηγούνται χρησιμοποιώντας τα ακόλουθα γραφήματα.

Υπάρχουν ορισμένα σημεία που πρέπει να προσέξετε σχετικά με το γράφημα:

● Στις κυματομορφές του γραφήματος στα αριστερά, το ρεύμα φορτίου (η χαμηλότερη κυματομορφή) αυξάνεται γρήγορα από το μηδέν, με χρόνο ανόδου (tr) 1 µsec.

● Από την άλλη πλευρά, η τάση εξόδου (ανώτερη κυματομορφή) πέφτει στιγμιαία και στη συνέχεια αυξάνεται γρήγορα, υπερβαίνοντας ελαφρώς την τάση σταθερής κατάστασης και στη συνέχεια πέφτει ξανά σε σταθερή κατάσταση.

● Όταν το ρεύμα φορτίου πέσει απότομα, βλέπουμε ότι συμβαίνει η αντίθετη αντίδραση.

Για να εξηγήσουμε τα πράγματα με κάπως λιγότερο επίσημο τρόπο:

● Όταν το φορτίο αυξάνεται, ξαφνικά χρειάζεται περισσότερο ρεύμα και το ρεύμα εξόδου δεν παρέχεται αρκετά γρήγορα, οπότε η τάση πέφτει.

● Σε αυτή τη λειτουργία, το μέγιστο ρεύμα εξόδου παρέχεται για αρκετούς κύκλους προκειμένου να επιστρέψει η πεσμένη τάση στην προκαθορισμένη τιμή της, αλλά παρέχεται λίγο υπερβολικό ρεύμα και η τάση ανεβαίνει λίγο υψηλότερα και έτσι το τροφοδοτούμενο ρεύμα μειώνεται ώστε να επιτευχθεί η προκαθορισμένη τιμή.

Αυτό πρέπει να γίνει κατανοητό ως περιγραφή του φυσιολογική παροδική απόκριση. Όταν υπάρχουν άλλοι παράγοντες και ανωμαλίες, περιλαμβάνονται και άλλα φαινόμενα εκτός από αυτό.

Σε μια ιδανική μεταβατική απόκριση φορτίου, υπάρχει απόκριση σε μια διακύμανση του ρεύματος φορτίου σε λίγους κύκλους μεταγωγής (μικρό χρονικό διάστημα) και η πτώση τάσης εξόδου (άνοδος) διατηρείται στο ελάχιστο και επιστρέφει στη ρύθμιση σε ελάχιστο χρόνος.

Δηλαδή, η εμφάνιση μιας παροδικής τάσης όπως οι αιχμές στο γράφημα συμβαίνει σε εξαιρετικά σύντομο χρονικό διάστημα. Το κεντρικό γράφημα είναι για χρόνο ανόδου/πτώσης ρεύματος φορτίου 10 µsec και το γράφημα στα δεξιά είναι για 100 µsec. Αυτά είναι παραδείγματα στα οποία οι πιο ήπιες διακυμάνσεις στο ρεύμα φορτίου έχουν ως αποτέλεσμα βελτιωμένη απόκριση μετά, με μικρή διακύμανση της τάσης εξόδου. Ωστόσο, στην πραγματικότητα είναι δύσκολο να ρυθμιστεί η μεταβατική συμπεριφορά του ρεύματος φορτίου στο κύκλωμα.

Περιγράψαμε τα χαρακτηριστικά μεταβατικής απόκρισης ενός τροφοδοτικού, αλλά μπορούμε να τα θεωρήσουμε βασικά ίδια με τα χαρακτηριστικά συχνότητας ενός ενισχυτή λειτουργίας (περιθώριο φάσης και συχνότητα διασταύρωσης). Εάν το χαρακτηριστικό συχνότητας του βρόχου ελέγχου τροφοδοσίας είναι κατάλληλο και σταθερό, τότε οι παροδικές διακυμάνσεις της τάσης εξόδου μπορούν να περιοριστούν στο ελάχιστο.

Χαρακτηριστικά παροδικής απόκρισης

5 βασικά σημεία για την αξιολόγηση της παροδικής απόκρισης

Σημαντικά σημεία που πρέπει να θυμάστε κατά την αξιολόγηση της παροδικής απόκρισης ενός τροφοδοτικού συνοψίζονται παρακάτω.

● Ελέγξτε τη ρύθμιση και την ταχύτητα απόκρισης της εξόδου σε απότομες διακυμάνσεις του ρεύματος φορτίου, όπως κατά τη μετάβαση σε αφύπνιση από κατάσταση αναμονής.

● Όταν πρέπει να ρυθμιστεί το χαρακτηριστικό απόκρισης συχνότητας, χρησιμοποιήστε την ακίδα ITH για προσαρμογή.

● Το περιθώριο φάσης και η συχνότητα διασταύρωσης μπορούν να συναχθούν από μια παρατηρούμενη κυματομορφή, αλλά χρησιμοποιώντας έναν αναλυτή απόκρισης συχνότητας (FRA) είναι βολικό.

● Προσδιορίστε εάν μια απόκριση είναι αυτή της κανονικής λειτουργίας ή είναι μη φυσιολογική, λόγω κορεσμού πηνίου, λειτουργίας περιορισμού ρεύματος κ.λπ.

● Όταν δεν μπορεί να επιτευχθεί το απαιτούμενο χαρακτηριστικό απόκρισης, θα πρέπει να μελετηθεί ξεχωριστή μέθοδος ή συχνότητα ελέγχου, ρύθμιση εξωτερικής σταθεράς κ.λπ.

Πώς να αξιολογήσετε την παροδική απόκριση;

Επεξηγείται μια συγκεκριμένη μέθοδος αξιολόγησης.

● Όταν εκτελούνται πειράματα, ένα κύκλωμα ή συσκευή του οποίου το ρεύμα φορτίου μπορεί να ενεργοποιηθεί στιγμιαία συνδέεται στην έξοδο του κυκλώματος τροφοδοσίας για αξιολόγηση, και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας χρήσιμος παλμογράφος για την αξιολόγηση για να παρατηρήσετε την τάση εξόδου και το ρεύμα εξόδου.

● Εάν πρόκειται να επιβεβαιωθεί η απόκριση του πραγματικού εξοπλισμού, για παράδειγμα δημιουργείται μια κατάσταση στην οποία μια CPU ή κάτι παρόμοιο μεταβαίνει από κατάσταση αναμονής σε πλήρη λειτουργία και η έξοδος παρατηρείται με παρόμοιο τρόπο.

Σημαντικά σημεία για την πραγματοποίηση αξιολογήσεων περιγράφηκαν παραπάνω. Το περιθώριο φάσης και η συχνότητα διασταύρωσης μπορούν πάντα να συναχθούν από μια παρατηρούμενη κυματομορφή, αλλά αυτό είναι αρκετά ενοχλητικό.

Πρόσφατα, μια συσκευή μέτρησης που ονομάζεται αναλυτής απόκρισης συχνότητας (FRA) έχει έρθει σε αρκετά ευρεία χρήση και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση των περιθωρίων φάσης και των χαρακτηριστικών συχνότητας εξαιρετικά απλών κυκλωμάτων τροφοδοσίας. Η χρήση ενός FRA μπορεί να είναι πολύ αποτελεσματική.

Όταν, στην πράξη, δεν υπάρχει κατάλληλη συσκευή φορτίου ικανή για στιγμιαία ενεργοποίηση-απενεργοποίηση μεγάλου ρεύματος που να μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πειράματα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα απλό κύκλωμα όπως αυτό στα δεξιά στο οποίο ενεργοποιείται ένα MOSFET. Φυσικά πρέπει να καθοριστούν tr και tf.

Παράδειγμα Προσαρμογής Μεταβατικού

Μερικά IC ρυθμιστή μεταγωγής έχουν μια ακίδα για τη ρύθμιση των χαρακτηριστικών απόκρισης. σε πολλές περιπτώσεις ονομάζεται ITH. Σε ένα κύκλωμα εφαρμογής που υποδεικνύεται στο φύλλο δεδομένων για το IC, παρουσιάζονται περισσότερο ή λιγότερο λογικές τιμές εξαρτημάτων και διαμόρφωση για έναν πυκνωτή και μια αντίσταση που πρόκειται να συνδεθούν στον ακροδέκτη ITH υπό αυτές τις συνθήκες. Στην ουσία, αυτό λαμβάνεται ως σημείο εκκίνησης και γίνονται προσαρμογές έτσι ώστε να ικανοποιούνται οι απαιτήσεις του κυκλώματος που κατασκευάζεται πραγματικά. Είναι πιθανώς καλύτερο να ξεκινήσετε διατηρώντας τον πυκνωτή σταθερό και μεταβάλλοντας την τιμή αντίστασης.

Ακολουθούν κυματομορφές παλμογράφου και γραφήματα ανάλυσης χαρακτηριστικών συχνότητας που λαμβάνονται με χρήση FRA, που δείχνουν τον τρόπο αλλαγής του χαρακτηριστικού μεταβατικής απόκρισης φορτίου του BD9A300MUV που χρησιμοποιείται σε αυτά τα παραδείγματα όταν η χωρητικότητα του πυκνωτή στον ακροδέκτη ITH είναι σταθερή και η τιμή αντίστασης είναι προσαρμοσμένη.

① R3=9.1 kΩ、C6＝2700 pF (Ουσιαστικά μια κατάλληλη απόκριση και χαρακτηριστικό συχνότητας λαμβάνονται χρησιμοποιώντας τις συνιστώμενες τιμές)

② R3=3 kΩ、C6＝2700 pF

※ Με τη μείωση της τιμής αντίστασης του R3 η ζώνη μειώθηκε και η απόκριση φορτίου επιδεινώθηκε. Δεν υπάρχουν προβλήματα με την ίδια τη λειτουργία, αλλά υπάρχει πολύ μεγάλο περιθώριο φάσης.

③ R3=27 kΩ、C6＝2700 pF

※ Αυξάνοντας την αντίσταση R3, η ζώνη διευρύνεται και η απόκριση φορτίου βελτιώνεται, αλλά εμφανίζεται κουδούνισμα κατά τη διακύμανση της τάσης (μεγεθυμένο τμήμα κυματομορφής).

Το περιθώριο φάσης είναι μικρό και ανάλογα με τη σκέδαση, μπορεί να εμφανιστεί μη φυσιολογική ταλάντωση.

④ R3=43 kΩ、C6＝2700 pF

※ Όταν η τιμή αντίστασης του R3 αυξάνεται περαιτέρω, εμφανίζεται ανώμαλη ταλάντωση.

Τα παραπάνω είναι παραδείγματα προσαρμογής του χαρακτηριστικού απόκρισης χρησιμοποιώντας τον πείρο ITH. Στην ουσία, μεταβατικές τάσεις που συμβαίνουν στην τάση εξόδου δεν μπορεί να εξαλειφθεί τελείως και έτσι γίνονται ρυθμίσεις έτσι ώστε η απόκριση να μην δημιουργεί προβλήματα στη λειτουργία του κυκλώματος που τροφοδοτείται με ρεύμα.

Συχνές Ερωτήσεις

1. Ε: Ποιο είναι το πλεονέκτημα του ρυθμιστή μεταγωγής;

Α: Οι ρυθμιστές μεταγωγής είναι αποτελεσματικοί επειδή τα στοιχεία της σειράς είναι είτε πλήρως ενεργοποιημένα είτε απενεργοποιημένα, επομένως δεν διαχέουν σχεδόν καθόλου την ισχύ. Σε αντίθεση με τους γραμμικούς ρυθμιστές, οι ρυθμιστές μεταγωγής μπορούν να παράγουν τάσεις εξόδου υψηλότερες από την τάση εισόδου ή αντίθετης πολικότητας.

2. Ε: Ποιοι είναι οι Τρεις τύποι ρυθμιστών μεταγωγής;

Α: Οι ρυθμιστές μεταγωγής χωρίζονται σε τρεις τύπους: ρυθμιστές step-up, step-down και inverter.

3. Ε: Πού χρησιμοποιούνται οι ρυθμιστές μεταγωγής;

Α: Οι ρυθμιστές μεταγωγής χρησιμοποιούνται για προστασία από υπέρταση, φορητά τηλέφωνα, πλατφόρμες βιντεοπαιχνιδιών, ρομπότ, ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές και υπολογιστές. Οι ρυθμιστές μεταγωγής είναι πολύπλοκα κυκλώματα, επομένως δεν είναι πολύ δημοφιλείς στους ερασιτέχνες.

4. Ε: Πώς μπορώ να επιλέξω έναν ρυθμιστή μεταγωγής;

Α: Παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την επιλογή του ρυθμιστή μεταγωγής:

● Εύρος τάσης εισόδου. Αυτό αναφέρεται στο επιτρεπόμενο εύρος τάσης εισόδου που υποστηρίζεται από το IC.

● Εύρος τάσης εξόδου. Οι ρυθμιστές μεταγωγής έχουν συνήθως μεταβλητές εξόδους

● Ρεύμα εξόδου

● Εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας

● Θόρυβος

● Αποτελεσματικότητα

● Ρύθμιση φορτίου

● Συσκευασία και διαστάσεις.

Συμπέρασμα

Σε αυτό το κοινόχρηστο στοιχείο, γνωρίζουμε τον ορισμό της μεταβατικής απόκρισης φορτίου, πώς να τη μετρήσουμε και μαθαίνουμε το πραγματικό παράδειγμα. Αυτή η ικανότητα μπορεί να σας βοηθήσει αποτελεσματικά να εντοπίσετε τα προβλήματα ευστάθειας ενός φορτίου όπως ένας ρυθμιστής μεταγωγής και να αποφύγετε τους κινδύνους για την ασφάλεια του κυκλώματος. Προσπαθήστε να μετρήσετε την παροδική απόκριση τώρα! Θέλετε περισσότερα για τη μέτρηση της παροδικής απόκρισης; Αφήστε τα σχόλιά σας παρακάτω και πείτε μας τις ιδέες σας! Εάν πιστεύετε ότι αυτή η κοινή χρήση είναι χρήσιμη για εσάς, μην ξεχάσετε να μοιραστείτε αυτήν τη σελίδα!

Επίσης, διαβάστε

● Πώς το SCR Thyristor Overvoltage Crowbar Circuits προστατεύει τα τροφοδοτικά από την υπέρταση;

● Ένας απόλυτος οδηγός για τις διόδους Zener το 2021

● Ένας πλήρης οδηγός για τον ρυθμιστή LDO το 2021

● Πράγματα που δεν πρέπει να χάσετε για το Facebook Meta και Metaverse

Προηγούμενο:3 Κύριοι τύποι κυκλωμάτων λοστού για προστασία από υπέρταση

επόμενο:Ένας απόλυτος οδηγός για τις διόδους Zener το 2021