Kuinka mitata kytkentäsäätimen ohimenevää vastetta?

Ymmärtääksemme kytkentäsäätimen vakauden, meidän on usein mitattava sen kuorman transienttivaste. Siksi transienttivasteen mittaamisen oppiminen on välttämätöntä elektroniikka-alan insinööreille. 

Tässä osiossa selitämme kuorman transienttivasteen määritelmän, mittauksen tärkeimmät avainkohdat, transienttivasteen mittaamisen FRA:lla ja todellisen esimerkin kytkentäsäätimen kuorman transienttivasteen mittaamisesta ja säätämisestä. Jos et tiedä kuinka ohimenevää vastetta mitataan, voit perehtyä menetelmään tämän jaon avulla. Jatketaan lukemista!

Jakaminen on välittämistä!

Sisältö

● Mikä on kuormituksen ohimenevä vaste?

● 5 avainkohtaa ohimenevän vasteen arvioinnissa

● Kuinka arvioida ohimenevää vastetta?

● Esimerkki ohimenevän vasteen säätämisestä

● FAQ

● Yhteenveto

Mikä on kuormituksen ohimenevä vaste?

Kuorman transienttivaste on vasteominaisuus äkilliseen kuormituksen vaihteluun, eli aika, jonka jälkeen lähtöjännite palaa ennalta asetettuun arvoon laskemisen tai nousun jälkeen, sekä lähtöjännitteen aaltomuoto. Se on olennainen parametri, koska se liittyy lähtöjännitteen stabiilisuuteen suhteessa kuormitusvirtaan.

Toisin kuin kuorman säätely, se on, kuten nimikin viittaa, transienttitilan ominaisuus. Todelliset ilmiöt selitetään seuraavien kaavioiden avulla.

Kaaviossa on joitain huomioitavia kohtia:

● Vasemman kaavion aaltomuodoissa kuormitusvirta (alempi aaltomuoto) nousee nollasta nopeasti nousuajalla (tr) 1 µs. 

● Toisaalta lähtöjännite (ylempi aaltomuoto) laskee hetkellisesti ja nousee sen jälkeen nopeasti ylittäen hieman vakaan tilan jännitteen ja laskee sitten jälleen stabiiliin tilaan. 

● Kun kuormitusvirta putoaa äkillisesti, näemme, että tapahtuu päinvastainen reaktio.

Selittääksesi asiat hieman vähemmän muodollisesti:

● Kun kuormitus kasvaa, yhtäkkiä tarvitaan lisää virtaa, eikä lähtövirtaa syötetä tarpeeksi nopeasti, joten jännite laskee. 

● Tässä toiminnossa maksimilähtövirta syötetään useiden jaksojen ajan, jotta pudonnut jännite palautetaan esiasetettuun arvoonsa, mutta syötetään hieman liikaa ja jännite nousee hieman korkeammaksi, jolloin syötetty virta laskee. niin, että esiasetettu arvo saavutetaan. 

Tämä tulee ymmärtää kuvauksena normaali ohimenevä vaste. Kun on muita tekijöitä ja poikkeavuuksia, huomioidaan myös muut ilmiöt.

Ihanteellisessa kuormitustransienttivasteessa kuormitusvirran vaihteluun reagoidaan muutaman kytkentäjakson aikana (lyhyen ajan), ja lähtöjännitteen lasku (nousu) pidetään minimissä ja palautuu säätöön minimimäärässä. aika. 

Toisin sanoen ohimenevän jännitteen, kuten kaavion piikit, esiintyminen tapahtuu erittäin lyhyessä ajassa. Keskimmäinen käyrä on 10 µs:n kuormitusvirran nousu-/laskemisajalle, ja oikealla oleva kaavio on 100 µs. Nämä ovat esimerkkejä, joissa kuormitusvirran lievemmät vaihtelut johtavat parantuneeseen vasteeseen ja pienellä lähtöjännitteen vaihtelulla. Todellisuudessa on kuitenkin vaikea säätää piirin kuormitusvirran transienttikäyttäytymistä.

Olemme kuvanneet teholähteen transienttivasteominaisuudet, mutta ne voidaan pitää periaatteessa samoina kuin operaatiovahvistimen taajuusominaisuudet (vaihemarginaali ja jakotaajuus). Jos teholähteen ohjaussilmukan taajuusominaisuus on sopiva ja vakaa, voidaan lähtöjännitteen transienttivaihtelut pitää minimissä.

Ohimenevän vasteen ominaisuudet

5 avainkohtaa ohimenevän vasteen arvioinnissa

Alla on yhteenveto tärkeistä seikoista, jotka on muistettava arvioitaessa virtalähteen transienttivastetta.

● Tarkista lähdön säätö ja vastenopeus äkillisiin kuormitusvirran vaihteluihin, kuten siirtyessäsi heräämiseen valmiustilasta.

● Kun taajuusvasteen ominaiskäyrää on säädettävä, käytä säätämiseen ITH-nastaa.

● Vaihemarginaali ja jakotaajuus voidaan päätellä havaitusta aaltomuodosta, mutta käyttämällä taajuusvasteanalysaattoria (FRA) on kätevä.

● Selvitä, onko vaste normaalin toiminnan mukainen vai epänormaali johtuen induktorin kyllästymisestä, virtaa rajoittavasta toiminnosta jne.

● Kun vaadittua vasteominaisuutta ei saada, on tutkittava erillinen ohjaustapa tai taajuus, ulkoisen vakion asettelu jne..

Kuinka arvioida ohimenevää vastetta?

Erityinen arviointimenetelmä selitetään. 

● Kokeita suoritettaessa virransyöttöpiirin lähtöön kytketään arviointia varten piiri tai laite, jonka kuormitusvirta voidaan kytkeä välittömästi. hyödyllistä oskilloskooppia voidaan käyttää arvioinnissa lähtöjännitteen ja lähtövirran tarkkailemiseksi. 

● Jos varsinaisen laitteiston vaste halutaan varmistua, luodaan esimerkiksi tila, jossa CPU tai vastaava siirtyy valmiustilasta täyteen toimintaan ja lähtöä havaitaan samalla tavalla.

Tärkeitä kohtia arviointien suorittamisessa kuvattiin edellä; vaihemarginaali ja jakotaajuus voidaan aina päätellä havaitusta aaltomuodosta, mutta tämä on melko hankalaa. 

Äskettäin varsin laajaan käyttöön on tullut mittauslaite nimeltä Frequency Response Analyzer (FRA), jolla voidaan mitata äärimmäisen yksinkertaisten tehonsyöttöpiirien vaihemarginaaleja ja taajuusominaisuuksia. FRA:n käyttö voi olla erittäin tehokasta.

Kun varsinaisessa käytännössä ei ole sopivaa, välittömään suuren virran päälle-pois-kytkentään kykenevää, kokeissa käytettävää kuormituslaitetta, voidaan käyttää yksinkertaista piiriä, kuten oikealla olevaa, jossa MOSFET kytketään. Tietenkin tr ja tf on määritettävä.

Esimerkki transientin säätämisestä

Joissakin kytkentäsäätimen IC:issä on nasta vasteominaisuuksien säätämistä varten; Monissa tapauksissa sitä kutsutaan nimellä ITH. Sovelluspiirissä, joka on osoitettu IC:n tietolomakkeessa, on esitetty enemmän tai vähemmän kohtuulliset komponenttiarvot ja konfiguraatio kondensaattorille ja vastukselle, joka kytketään ITH-nastaan ​​näissä olosuhteissa. Pohjimmiltaan tämä otetaan lähtökohtana, ja säädöt tehdään siten, että ne täyttävät todellisuudessa valmistetun piirin vaatimukset. On luultavasti parasta aloittaa pitämällä kondensaattori kiinteänä ja muuttamalla vastuksen arvoa.

Alla on FRA:lla saadut oskilloskoopin aaltomuodot ja taajuusominaisuuden analyysikaaviot, jotka osoittavat näissä esimerkeissä käytetyn BD9A300MUV:n kuorman transienttivasteen ominaiskäyrän muutostavan, kun kondensaattorin kapasitanssi ITH-nastassa on kiinteä ja resistanssiarvo on säädetty.

① R3=9.1 kΩ、C6＝2700 pF (Oikea vaste- ja taajuusominaisuus saadaan pohjimmiltaan käyttämällä suositeltuja arvoja)

② R3=3 kΩ、C6＝2700 pF

※ Kun R3:n vastusarvoa alennettiin, kaista kavensi ja kuormitusvaste huononi. Itse toiminnassa ei ole ongelmia, mutta vaihemarginaali on liian suuri.

③ R3 = 27 kΩ、C6＝2700 pF

※ Nostamalla R3-resistanssia kaista levenee ja kuormitusvastetta paranee, mutta soittoääni esiintyy jännitteen vaihtelun yhteydessä (suurennettu aaltomuoto-osa).

Vaihemarginaali on pieni, ja sironnasta riippuen voi esiintyä epänormaalia värähtelyä.

④ R3=43 kΩ、C6＝2700 pF

※ Kun R3:n vastusarvoa nostetaan edelleen, tapahtuu epänormaalia värähtelyä.

Yllä olevat ovat esimerkkejä vasteominaisuuden säätämisestä ITH-nastalla. Pohjimmiltaan jännitetransientteja, joita esiintyy lähtöjännitteessä ei voida täysin eliminoida, ja siksi säädöt tehdään siten, että vaste ei aiheuta ongelmia virralla syötettävän piirin toiminnalle.

Usein kysytyt kysymykset

1. K: Mitä etua kytkentäsäätimestä on? 

V: Kytkentäsäätimet ovat tehokkaita, koska sarjaelementit ovat joko täysin päällä tai pois päältä, joten ne tuskin haihduttavat tehoa. Toisin kuin lineaariset säätimet, kytkentäsäätimet voivat tuottaa tulojännitteitä korkeampia tai päinvastaisia ​​polariteetteja.

2. K: Mitä ovat kolme tyyppistä kytkentäsäädintä? 

V: Kytkentäsäätimet jaetaan kolmeen tyyppiin: step-up, step-down ja invertterisäätimet.

3. K: Missä kytkentäsäätimiä käytetään? 

V: Kytkentäsäätimiä käytetään ylijännitesuojaus, kannettavat puhelimet, videopelialustat, robotit, digitaalikamerat ja tietokoneet. Kytkentäsäätimet ovat monimutkaisia ​​piirejä, joten ne eivät ole kovin suosittuja amatöörien keskuudessa.

4. K: Kuinka valitsen kytkentäsäätimen?

V: Tekijät, jotka on otettava huomioon valittaessa kytkentäsäädintä:

● Tulojännitealue. Tämä viittaa IC:n tukemaan sallittuun tulojännitteen alueeseen.

● Lähtöjännitealue. Kytkentäsäätimillä on yleensä muuttuvat lähdöt

● Lähtövirta

● Käyttölämpötila-alue

● Melu

● Tehokkuus

● Kuorman säätö

● Pakkaus ja mitat.

Yhteenveto

Tässä osiossa tunnemme kuorman transienttivasteen määritelmän, sen mittaamisen ja opimme varsinaisen esimerkin. Tämä taito voi tehokkaasti auttaa havaitsemaan kuorman, kuten kytkentäsäätimen, vakavuusongelmat ja välttämään piirien turvallisuusriskit. Yritä mitata ohimenevä vaste nyt! Haluatko lisätietoja transienttivasteen mittauksesta? Jätä kommenttisi alle ja kerro meille ideasi! Jos uskot, että tästä jaosta on sinulle hyötyä, älä unohda jakaa tätä sivua!

Lue myös

● Kuinka SCR-tyristoriylijännite sorkkarautapiirit suojaavat virtalähteitä ylijännitteeltä?

● Lopullinen opas Zener-diodeihin vuonna 2021

● Täydellinen opas LDO:n sääntelijälle vuonna 2021

● Asioita, joita sinun ei pidä missata Facebook Metasta ja Metaversesta

Jätä viesti 

viestiluettelo