כיצד למדוד תגובה חולפת של ווסת מיתוג?

על מנת להבין את היציבות של וסת מיתוג, לעתים קרובות אנו צריכים למדוד את תגובת העומס החולפת שלו. לכן, למידה כיצד למדוד תגובה חולפת חיונית למהנדסים בתחום האלקטרוניקה. 

בנתח זה, נסביר את ההגדרה של תגובת חולף עומס, נקודות המפתח העיקריות במדידה, כיצד למדוד תגובה חולפת עם FRA, ודוגמה ממשית למדידה והתאמת תגובת העומס של וסת מיתוג. אם לא ברור לך איך למדוד את התגובה החולפת, אתה יכול להבין את השיטה דרך השיתוף הזה. בואו נמשיך לקרוא!

שיתוף הוא אכפתיות!

תוֹכֶן

● מהי Load Transient Response?

● 5 נקודות מפתח בהערכת תגובה חולפת

● כיצד להעריך תגובה חולפת?

● דוגמה להתאמת תגובה חולפת

● שאלות נפוצות

● סיכום

מהי Load Transient Response?

תגובת מעבר עומס היא התגובה האופיינית לתנודת עומס פתאומית, כלומר, הזמן עד שמתח המוצא חוזר לערך מוגדר מראש לאחר ירידה או עלייה, וצורת הגל של מתח המוצא. זהו פרמטר חיוני מכיוון שהוא מתייחס ליציבות מתח המוצא ביחס לזרם העומס.

בניגוד לוויסות עומס, הוא כן, בדיוק כפי שהשם מרמז על מאפיין של מצב חולף. תופעות בפועל מוסברות באמצעות הגרפים הבאים.

יש כמה נקודות לשים לב לגבי הגרף:

● בצורות הגל של הגרף בצד שמאל, זרם העומס (צורת הגל התחתונה) עולה מאפס במהירות, עם זמן עלייה (tr) של 1 µsec. 

● מצד שני, מתח המוצא (צורת הגל העליונה) יורד לרגע, ולאחר מכן עולה במהירות, חורג מעט מהמתח במצב יציב, ואז יורד שוב למצב יציב. 

● כאשר זרם העומס יורד בפתאומיות, אנו רואים שמתרחשת תגובה הפוכה.

כדי להסביר דברים בצורה קצת פחות פורמלית:

● כאשר העומס גדל, פתאום צריך יותר זרם, וזרם המוצא אינו מסופק מהר מספיק, כך שהמתח יורד. 

● בפעולה זו, זרם המוצא המרבי מסופק למספר מחזורים על מנת להחזיר את המתח הנפל לערך המוגדר מראש, אך מסופק מעט יותר מדי והמתח עולה מעט יותר, וכך הזרם המסופק מוריד כדי להגיע לערך שנקבע מראש. 

יש להבין זאת כתיאור של תגובה חולפת רגילה. כאשר ישנם גורמים וחריגים נוספים, נכללות בנוסף לכך תופעות נוספות.

בתגובת חולף עומס אידיאלית, ישנה תגובה לתנודה בזרם העומס על פני כמה מחזורי מיתוג (פרק זמן קצר), וירידה במתח המוצא (העלייה) נשמרת למינימום וחוזרת לוויסות בכמות מינימלית של זְמַן. 

כלומר, התרחשות של מתח חולף כמו הקוצים בגרף מתרחשת על פני זמן קצר ביותר. הגרף המרכזי מיועד לזמן עלייה/נפילה של זרם עומס של 10 µsec, והגרף מימין הוא עבור 100 µsec. אלו הן דוגמאות שבהן תנודות עדינות יותר בזרם העומס גורמות לתגובה משופרת, עם תנודות קטנות במתח המוצא. עם זאת, בפועל קשה להתאים את ההתנהגות החולפת של זרם העומס במעגל.

תיארנו את מאפייני התגובה החולפת של ספק כוח, אבל אפשר לחשוב שהם זהים בעצם למאפייני התדר של מגבר פעולה (מרווח פאזה ותדר מוצלב). אם מאפיין התדר של לולאת הבקרה של אספקת החשמל מתאים ויציב, ניתן להפחית את התנודות החולפות של מתח המוצא למינימום.

מאפייני תגובה חולפת

5 נקודות מפתח בהערכת תגובה חולפת

נקודות חשובות שיש לזכור בעת הערכת התגובה החולפת של ספק כוח מסוכמות להלן.

● בדוק את הוויסות ומהירות התגובה של הפלט לתנודות פתאומיות בזרם העומס, כגון בעת ​​המעבר להתעוררות ממצב המתנה.

● כאשר יש להתאים את מאפיין תגובת התדר, השתמש בפין ITH להתאמה.

● ניתן להסיק את שולי הפאזה ותדירות ההצלבה מצורת גל נצפית, אבל באמצעות מנתח תגובת תדרים (FRA) נוח.

● קבע אם התגובה היא של פעולה רגילה, או שהיא לא תקינה, עקב רוויית משרן, פונקציה מגבילה זרם וכו'.

● כאשר לא ניתן להשיג את מאפיין התגובה הנדרש, יש ללמוד שיטת בקרה נפרדת או תדר, קביעת קבוע חיצוני וכו'.

כיצד להעריך תגובה חולפת?

מוסברת שיטת הערכה ספציפית. 

● כאשר מבוצעים ניסויים, מעגל או מכשיר שניתן לשנות את זרם העומס שלו באופן מיידי מחובר ליציאה של מעגל אספקת החשמל לצורך הערכה, וכן ניתן להשתמש באוסילוסקופ מועיל להערכה כדי לצפות במתח המוצא וזרם המוצא. 

● אם יש לאשר את התגובה של ציוד בפועל, למשל נוצר מצב שבו מעבד או דומה עוברים ממצב המתנה לפעולה מלאה, והפלט נצפה באופן דומה.

נקודות חשובות בביצוע הערכות תוארו לעיל; תמיד ניתן להסיק את שולי הפאזה ותדירות ההצלבה מצורת גל נצפית, אבל זה די בעייתי. 

לאחרונה נכנס מכשיר מדידה הנקרא מנתח תגובת תדר (FRA) לשימוש נרחב למדי, וניתן להשתמש בו למדידת שולי פאזה ומאפייני תדר של מעגלי אספקת חשמל פשוטים במיוחד. שימוש ב-FRA יכול להיות יעיל מאוד.

כאשר, בפועל, אין התקן עומס מתאים המסוגל לבצע מיתוג מיידי של הדלקה-כיבוי של זרם גדול שניתן להשתמש בו בניסויים, ניתן להשתמש במעגל פשוט כמו זה שבצד ימין בו מוחלף MOSFET. כמובן שיש לקבוע tr ו-tf.

דוגמה לכוונון חולף

לחלק מ-ICs של ווסתי מיתוג יש סיכה להתאמה של מאפייני התגובה; במקרים רבים זה נקרא ITH. במעגל יישומים המצוין בגליון הנתונים של ה-IC, מוצגים ערכי רכיבים סבירים פחות או יותר ותצורה של קבל ונגד לחיבור לפין ITH בתנאים אלה. למעשה, זה נלקח כנקודת התחלה, ונעשות התאמות כדי לספק את הדרישות הנעשות מהמעגל המיוצר בפועל. כנראה שעדיף להתחיל בשמירה על הקבל קבוע ולשנות את ערך ההתנגדות.

להלן צורות גל של אוסצילוסקופ וגרפים ניתוח מאפיין תדר המתקבלים באמצעות FRA, המציגים את אופן השינוי של תגובת העומס החולפת האופיינית ל-BD9A300MUV המשמש בדוגמאות אלה כאשר הקיבול של הקבל בפין ITH קבוע וערך ההתנגדות הוא מוּתאָם.

① R3=9.1 kΩ、C6＝2700 pF (בעיקרון מתקבל מאפיין תגובה ותדר מתאים באמצעות הערכים המומלצים)

② R3=3 kΩ、C6＝2700 pF

※ עם הורדת ערך ההתנגדות של R3 הרצועה הצטמצמה, ותגובת העומס הוחמרה. אין בעיות עם הפעולה עצמה, אבל יש יותר מדי מרווח פאזה.

③ R3=27 kΩ、C6＝2700 pF

※ על ידי העלאת התנגדות R3, הרצועה מורחבת ותגובת העומס משתפרת, אך צלצול מתרחש בתנודת מתח (קטע צורת גל מוגדל).

שולי הפאזה קטנים, ובהתאם לפיזור עלולה להתרחש תנודה חריגה.

④ R3=43 kΩ、C6＝2700 pF

※ כאשר ערך ההתנגדות של R3 מועלה עוד יותר, מתרחשת תנודה חריגה.

האמור לעיל הן דוגמאות להתאמה של מאפיין התגובה באמצעות סיכת ITH. בעצם, מעברי מתח המתרחשים במתח המוצא לא ניתן לבטל לחלוטין, ולכן מתבצעות התאמות כך שהתגובה לא תהווה בעיות בהפעלת המעגל שמסופק עם זרם.

שאלות נפוצות

1. ש: מה היתרון של מיתוג הרגולטור? 

ת: מיתוג הרגולטורים יעילים מכיוון שרכיבי הסדרה מופעלים או כבויים לחלוטין, כך שהם כמעט ולא מפזרים כוח. בניגוד לווסתים ליניאריים, ווסת מיתוג יכולים לייצר מתחי מוצא גבוהים ממתח הכניסה או בקוטביות הפוכה.

2. ש: מהם שלושה סוגים של ווסת מיתוג? 

ת: ווסתי מיתוג מתחלקים לשלושה סוגים: ווסת עליון, מטה ומהפך.

3. ש: היכן משתמשים ברגולטורי מיתוג? 

ת: משמשים לווסת מיתוג הגנת מתח יתר, טלפונים ניידים, פלטפורמות משחקי וידאו, רובוטים, מצלמות דיגיטליות ומחשבים. ווסתי מיתוג הם מעגלים מורכבים, ולכן הם אינם פופולריים במיוחד בקרב חובבים.

4. ש: כיצד אוכל לבחור ווסת מיתוג?

ת: גורמים שיש לקחת בחשבון בעת ​​בחירת ווסת מיתוג:

● טווח מתח כניסה. זה מתייחס לטווח המותר של מתח הכניסה הנתמך על ידי IC.

● טווח מתח פלט. לווסת מיתוג יש בדרך כלל תפוקות משתנות

● זרם פלט

● טווח טמפרטורות הפעלה

● רעש

● יעילות

● ויסות עומס

● אריזה ומידות.

סיכום

בנתח זה, אנו יודעים את ההגדרה של תגובת עומס חולפת, כיצד למדוד אותה, ולומדים את הדוגמה בפועל. מיומנות זו יכולה לעזור לך ביעילות לזהות את בעיות היציבות של עומס כמו וסת מיתוג ולהימנע מסיכוני בטיחות המעגל. נסו למדוד את התגובה החולפת עכשיו! האם אתה רוצה עוד על מדידת התגובה החולפת? השאירו את הערותיכם למטה וספרו לנו את הרעיונות שלכם! אם אתה חושב שהשיתוף הזה מועיל לך, אל תשכח לשתף את הדף הזה!

קרא גם

● כיצד מתח יתר של תיריסטור SCR מגנים על ספקי כוח ממתח יתר?

● מדריך אולטימטיבי לדיודות זנר בשנת 2021

● מדריך שלם לרגולטור LDO בשנת 2021

● דברים שלא כדאי לפספס על מטא ו-Metaverse של פייסבוק

השאר הודעה 

רשימת הודעות