Чи є постійне джерело живлення?

18

Джерело напруги - це пристрій, який виробляє постійну напругу, але дозволяє змінювати струм струму та потужність відповідно до законів електроенергії. Джерело струму - це пристрій, який виробляє постійний струм, що дозволяє змінювати напругу та потужність.

Чи є постійне джерело живлення - тобто пристрій, вихідна потужність якого ніколи не змінюється? Незалежно від природи того, з чим він підключений, його напруга та сила струму регулювалися б для забезпечення постійної потужності. (Його поведінка буде невизначеною як для відкритих, так і для розбитих схем.)

power-supply power constant-power

— PyRulez
джерело

Характер навантаження? Лінійний чи нелінійний? Як може змінюватись навантаження? Як ви плануєте використовувати?

— Гопі

Чому подібні добрі запитання щодо дуже фундаментальних речей, таких як джерела тощо, ставляться дуже часто і вони настільки популярні?

— GR Tech

1

Ви запитуєте, чи є "ідеальне" джерело живлення в аналізі ланцюга. Питання, яке ви задаєте: "Оскільки у нас ідеальні джерела напруги та ідеальні джерела струму, чи можемо ми мати ідеальні джерела живлення?"

— JFA

Повна відповідь зазначить як теоретичні, так і практичні приклади, якщо вони існують.

— PyRulez

17

Так, побудувати джерело постійного живлення дуже просто.

Візьмемо, наприклад, звичайний перетворювач посилення перемикача.

схематичний

^{імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab}

Припустимо, що він працює в переривчастому режимі і не має синхронної ректифікації (тобто просто діод). Якщо вимикач працює з фіксованим робочим циклом (тобто відсутність зворотного зв'язку), він щоразу, коли він закривається, вкладає в індуктор фіксовану кількість енергії. Кількість енергії залежить лише від вхідної напруги, індуктивності та часу роботи. Ця енергія скидається на навантаження, коли перемикач відкривається.

Постійна енергія за цикл × постійне число циклів в секунду = постійна енергія в секунду = постійна потужність.

Незалежно від опору навантаження, рівень напруги та струму підлаштовуватимуться відповідно до цього значення потужності.

З точки зору практичних обмежень, якщо вихід цього живлення буде короткий, то струм буде обмежений опором внутрішніх компонентів (індуктора та діода). Якщо вихід залишити відкритим, напруга буде обмежена розподіленою ємністю компонентів - індуктор буде «дзвонити» з деякою високою напругою на частоті саморезонансу.

— Дейв Твід
джерело

1

Зворотній зв'язок цього використовується як "трекер максимальної потужності" для сонячних батарей: для заданої вихідної напруги варіюйте вхідну напругу / ток для максимальної передачі потужності від комірок.

— pjc50

2

@ pjc50: Так, перетворювач перемикача може бути використаний як регульоване навантаження для сонячної панелі, і поряд з відповідними датчиками напруги та струму може бути побудований контур зворотного зв'язку, який виконує MPPT. Але я не стежу за тим, як це в будь-якому сенсі є "зворотним" тим, про що я говорю у своїй відповіді. Вся суть MPPT полягає в тому, що фактичне значення максимальної потужності змінюється.

— Трейд Дейва

1

V = \sqrt{P \cdot R}

$V = \sqrt{P \cdot R}$

I = \sqrt{\frac{P}{R}}

$I = \sqrt{\frac{P}{R}}$

1

E = \frac{1}{2} I_{p e a k}^{2} \cdot L

$E = \frac{1}{2}I_{peak}^2\cdot L$

I_{p e a k} = \frac{V_{i n} t_{o n}}{L}

$I_{peak} = \frac{V_{in} t_{on}}{L}$

P = E \cdot f_{S W}

$P = E \cdot f_{SW}$

3

Це не на 100% правильно через загальну помилку. Вихідна потужність цієї схеми дійсно залежить від вихідної напруги. Пік індуктивного струму - Vt / L, але енергія, що подається, не є лише 1 / 2.LI ^ 2 - додаткова енергія подається VIN під час розряду індуктора. Час розряду - Toff = L.Ipeak / (VOUT -VIN), а енергія, що подається на вихід, - Vout.Ipeak.Toff / 2

— jp314

5

Так, але більш доцільно, ці пристрої називаються електронними навантаженнями. Їх можна встановити для виведення постійного струму або постійної потужності з джерела живлення. Вони корисні для тестування живлення, тестування акумулятора та сонячного тестування.

Постійні джерела живлення зустрічаються рідше, але одним із практичних застосувань є зберігання РК-дисплея, який використовується зовні на холоді, досить теплого, щоб рухомі зображення не мазали. Нагрівальний елемент РК - це тонкий аркуш напівпрозорого матеріалу під назвою оксид олова олії. Або на РК-екрані може бути тонкий провід. В будь-якому випадку опір нагрівача значно змінюється в залежності від температури. Якщо ви живите нагрівач постійним струмом або постійною напругою, потужність буде сильною функцією температури навколишнього середовища.

Однак ми хочемо мати відносно постійну потужність, тому використовується постійне джерело живлення.

— користувач39588
джерело

5

Справжнє джерело "постійної потужності" виводить нескінченний струм на короткий час і виробляє нескінченну напругу у відкритому контурі; на практиці будь-яке джерело живлення має обмеження напруги та струму, яке воно буде виробляти, незалежно від вихідної потужності.

Між цими межами, багато комутаційних джерел в діапазоні 60 Вт насправді ведуть себе так само, як джерела постійної потужності, коли струм достатньо високий, що при повній напрузі їм потрібно буде видавати більше енергії, ніж вони здатні, але досить низькі не запускати обмежувальний струм ланцюга. Як я можу сказати, для сімейства джерел живлення різної напруги прийнято мати однаковий максимальний струм і відрізнятися лише максимальною напругою, яку вони вироблять. Якщо зробити графік лог-журналу кривих вихідної напруги та струму, джерела живлення в сім'ї поділять ту саму діагональну лінію для вихідної потужності і поділять ту саму вертикальну лінію для максимального струму; єдиною різницею буде висота горизонтальної лінії, яка обмежує максимальну напругу.

Зауважте, що потрібно перевірити опис даних будь-якого джерела, який ви могли б використовувати таким чином, щоб переконатися в тому, які аспекти роботи є чи не визначені.