מהי תגובה חולפת?

ממיר כוח אידיאלי צריך לשמור על מתח מוצא יציב, לא משנה איך העומס משתנה. עם זאת, ביישומים, שלב עומס הפלט ישפיע על מתח המוצא. לדוגמה, כמות השינוי של מתח המוצא הנמדדת עבור עומסים שונים במצב יציב היא ויסות העומס. כאשר העומס משתנה במצב חולף, יש צורך לשקול את החריגה, ה-undershoot וזמן ההתאוששות של מתח המוצא. שלושת האינדיקטורים הללו מסתמכים כולם על מערכת הפיצוי של הממיר. מאמר זה יציג את תהליך התרחשות התגובה החולפת ואת הגורמים המשפיעים על התגובה החולפת ויצפה בשינויים במתח המוצא בתנאים שונים באמצעות מדידת צורות גל בפועל, ויספק הצעות לשיפור.

1. תגובה חולפת

כאשר העומס משתנה באופן מיידי, מתח המוצא ייצור תגובה. במילים אחרות, תהליך החזרה לערך שנקבע לאחר שמתח המוצא עולה או יורד, מה שנקרא תגובת חולפת.

להלן ממיר ההספק משמש לניתוח כיצד מתרחשת התגובה החולפת. איור 1 הוא תרשים מעגל סכמטי של ממיר הכוח. ואיור 2 מראה את התהליך שכאשר זרם העומס מקל לכבד, מתח המוצא וזרם המשרן מגיבים בו זמנית. לפי השינויים הנוכחיים, הקיבול לא יכול להיחשב כקבל אידיאלי, ולכן יש לקחת בחשבון אלמנטים טפיליים, כולל התנגדות סדרה שווה (ESR) ושראות סדרה שווה (ESL).

כאשר שלב העומס וזרם המוצא גדלים באופן מיידי, הממיר לא יכול להגיב לספק מספיק זרם באופן מיידי. אז קבל המוצא מתפרק כדי לפצות על חוסר זרם המוצא, וה-ESR וה-ESL של קבל המוצא יגרמו למתח על פני קבל המוצא לרדת. ESR גורם לירידת מתח ובקורלציה חיובית עם מידת שינוי העומס. ESL מפחית את המתח משני צידי קבל המוצא ומייצר קוצים. על פי מאפייני השראות, הקוצים שנוצרו על ידי ESL קשורים לזמן העומס החולף. אם ככל שהעומס עולה מהר יותר, קוצי המתח יוצרים גדולים יותר.

כאשר נפילת המתח מזוהה על ידי מגבר השגיאה, מערכת המשוב תגדיל את המתח של המפצה ותגדיל את זמן ההפעלה של מתג Q1. כך שזרם המשרן עולה כדי לעמוד בזרם העומס המוגבר, והקבל מתחיל להיטען. מתח המוצא נוטה ליציב.

בדיקת התגובה החולפת יכולה להבין את היציבות של מתח המוצא של הממיר. המפרטים של ממיר הכוח הגדירו בדרך כלל את זמן התגובה החולפת ואת הסובלנות של מתח המוצא. יש לשים לב במהלך המדידה שזמן העומס החולף צריך להיות קצר בהרבה מזמן ההתאוששות החולפת, ותקופת העומס החולפת חייבת להיות גדולה מזמן ההתאוששות של הממיר, אחרת לא ניתן להציג את בעיית היציבות על צורת הגל.

האיור הבא מציג צורת גל תגובה חולפת טיפוסית. במקרה זה, הפלט הוא 12VDC, העומס הוא מ-75% ל-100% עד 75%, שינוי המתח המרבי הוא 100mV, השווה ל-0.8% ממתח המוצא, וזמן ההתאוששות הוא 250ms. תהליך התאוששות המתח הוא עקומה חלקה, המראה מאפייני מעגל יציבים.

2. הגורמים משפיעים על התגובה החולפת

במערכת הבקרה הכללית, מספר גורמים משפיעים על ביצועי התגובה החולפת. קודם כל, לרכיבים המשמשים בכל הלולאה, כגון צימוד אופטי, דיודות ושנאים, יש זמן השהייה. זה אומר שכאשר העומס משתנה, הממיר יתחיל תגובה לאחר זמן ההשהיה המינימלי. זמן השהיה המינימלי הזה אינו מייצג את זמן התגובה החולף, אלא רק חלק קטן ממנו.

הגורמים העיקריים המשפיעים על התגובה החולפת כמו רמת הפיצוי של מגבר השגיאה הפנימי. מגבר השגיאה משמש לכוונון ה-PWM (Pulse Width Modulation), וה-PWM מווסת את זמן ההפעלה של הטרנזיסטור כדי להגיב לשינוי במתח המוצא. ורוחב הפס של לולאת הבקרה ישפיע על מהירות ההתאמה. כאשר רוחב הפס גדול יותר, זמני העומס יכול להתאים מהר יותר.

שני גורמים משפיעים על התגובה החולפת בתנאים חיצוניים. האחד הוא קיבול הפלט. אם הקיבול גדול, תת-יתר או חריגה של מתח המוצא יכולים להפחית, אך זמן ההתאוששות יגדל. השני הוא גודל השינוי וקצב השינוי של זרם העומס. כאשר זרם העומס עולה או יורד באיטיות, ערך השיא של מתח המוצא קטן. בנוסף, כאשר גודל שלב העומס עולה, מתח המוצא יעלה או יירד בחדות.

3. צורת הגל

• קיבול שונה

כאשר שלב העומס קבוע (50% עד 100% עומס), השינוי היחיד הוא ערך הקיבול של קבל המוצא. הוא יכול לדעת משלושת צורות הגל הבאות שככל שהקיבול גדול יותר, כך הווריאציה של מתח המוצא קטנה יותר, אך זמן ההתאוששות יגדל.

• דרגת עומס שונה

כאשר קיבול המוצא קבוע (100uF), ההבדל היחיד הוא גודל שינוי צעדי העומס. כאשר שלב העומס הוא 25% עומס (מ-75% ל-100%), תת-הרף של מתח המוצא הוא 50mV, וזמן ההתאוששות הוא 200us. לאחר מכן, איורים 8 ו-9 מראים ששלב העומס עולה ל-50% ו-75% עומס, זה גורם למתח התת-שפל גדול יותר, וזמן ההתאוששות צריך יותר.

• קצב שינוי עומס שונה

האיורים הבאים להלן מראים שקצב העומס השונה משתנה. ככל שזרם העומס עולה או יורד מהר יותר, כך תת-מתח המוצא גדול יותר. לעומת זאת, שלב העומס האיטי יותר מביא לשינוי במתח המוצא קטן יותר.

4. שיטה משופרת

• הוסף קבל פלט

כדי להשיג מתח מוצא יציב, הדרך הקלה ביותר הגדילה את קיבול המוצא, אך עדיין יש לקחת בחשבון ESR ו-ESL. לקבלים קרמיים יש ESR נמוך והם גם בחירה טובה יותר בהפחתת מעברי מתח. בדרך כלל, קבלים קרמיים ממוקמים קרוב לקצה העומס של היישום בפועל. בנוסף להפחתת מעברי המתח, היא גם מונעת תנודות בלולאת הבקרה של הממיר. חוץ מזה, אתה יכול להוסיף קבל אלקטרוליטי ליד הפלט של הממיר. כאשר ישנו שלב עומס, הקבל האלקטרוליטי יגיב במהירות בשלב הראשוני כך שמעגל המשוב יוכל להגיב מהר יותר, מה שמועיל במעגלי תגובת משוב איטיים.

 

• הצעת פריסה

בעומסים דינמיים, המרחק בין הממיר לעומס עלול להשפיע על איכות הספק המוצא. וההתנגדות וההשראות הטפיליות על הנתיב יגרמו לירידה במתח המוצא ויגרמו לוויסות עומס לקוי. אז הממיר והעומס צריכים להיות ממוקמים קרוב ככל האפשר. כדי להפחית את ההשפעה של תגובת העומס החולפת, בדרך כלל, קיבול המוצא גדל כדי להפחית את תגובת מתח המוצא, ומיקום הקבלים הוא היעיל ביותר בנתיב הזרם הראשי.

5. תקציר

עם מגמת השוק, מוצרים אלקטרוניים רבים נוטים לדרוש זרם מהיר וגדול יותר. בבחירת ממירי הספק, המוצרים עם מתח מוצא יציב פופולריים יותר. בדיקת התגובה החולפת יכולה להבין את היציבות של לולאת הבקרה, ויסות העומס, זמן ההתאוששות החולפת והצלצול. לאחר הבנת הגורמים המשפיעים על התגובה החולפת, ניתן למצוא את שיטת השיפור המתאימה ביותר להשיג ממיר הספק יציב יותר.

 

 

CTC הוא ספק שירות מקצועי עבור מודולי אספקת חשמל מתקדמים (ממיר AC ל-DC וממיר DC ל-DC) עבור יישומים קריטיים ברחבי העולם מאז 30 שנה. יכולת הליבה שלנו היא לתכנן ולספק מוצרים עם טכנולוגיות מובילות, תמחור תחרותי, זמני אספקה ​​גמישים במיוחד, שירות טכני עולמי וייצור באיכות גבוהה (Made In Taiwan).

CTC הוא התאגיד היחיד עם הסמכה עם ISO-9001, IATF-16949, ISO22613(IRIS) ו-ESD/ANSI-2020. אנחנו יכולים להבטיח ב-100% לא רק את המוצר, אלא גם את זרימת העבודה והשירות שלנו כדי להתאים את מערכת ניהול האיכות לכל אפליקציה מתקדמת מההתחלה. מעיצוב ועד ייצור ותמיכה טכנית, כל פרט ופרט מופעל בסטנדרטים הגבוהים ביותר.

השאר הודעה 

רשימת הודעות