Што такое пераходны адказ?

Ідэальны пераўтваральнік харчавання павінен падтрымліваць стабільнае выхаднае напружанне, незалежна ад таго, як змяняецца нагрузка. Аднак у прыкладаннях крок выхадной нагрузкі будзе ўплываць на выхадное напружанне. Напрыклад, велічыня змены выхаднога напружання, вымераная для розных нагрузак у стацыянарным рэжыме, з'яўляецца рэгуляваннем нагрузкі. Калі нагрузка змяняецца ў пераходным стане, неабходна ўлічваць перавышэнне, заніжэнне і час аднаўлення выхаднога напружання. Усе гэтыя тры паказчыкі залежаць ад сістэмы кампенсацыі пераўтваральніка. У гэтым артыкуле будзе прадстаўлены працэс узнікнення пераходнай рэакцыі і фактары, якія ўплываюць на рэакцыю пераходных працэсаў, і назіранне за зменамі выхаднога напружання ў розных умовах праз фактычнае вымярэнне формы сігналу, а таксама прапановы па паляпшэнню.

1. Пераходны адказ

Калі нагрузка змяняецца імгненна, выхаднае напружанне будзе выклікаць рэакцыю. Іншымі словамі, працэс вяртання да зададзенага значэння пасля павышэння або паніжэння выхаднога напружання, які называецца пераходнай рэакцыяй.

Ніжэй прыведзены пераўтваральнік магутнасці, які выкарыстоўваецца для аналізу таго, як адбываецца пераходны рэакцыя. На малюнку 1 прыведзена прынцыповая схема пераўтваральніка харчавання. І на малюнку 2 паказаны працэс, калі ток нагрузкі ад лёгкага да моцнага, выходнае напружанне і ток індуктыўнасці рэагуюць адначасова. Пры цяперашніх зменах ёмістасць не можа разглядацца як ідэальны кандэнсатар, таму трэба ўлічваць паразітычныя элементы, у тым ліку эквівалентнае паслядоўнае супраціў (ESR) і эквівалентную паслядоўнасць індуктыўнасці (ESL).

Калі крок нагрузкі і выхадны ток імгненна павялічваюцца, пераўтваральнік не можа неадкладна забяспечыць дастатковую колькасць току. Такім чынам, выхадны кандэнсатар разраджаецца, каб кампенсаваць недахоп выхаднога току, а ESR і ESL выхаднога кандэнсатара прывядзе да падзення напружання на выхадным кандэнсатары. СОЭ выклікае падзенне напружання і станоўча карэлюе са ступенню змены нагрузкі. ESL зніжае напружанне на абодвух баках выхаднога кандэнсатара і генеруе скокі. Згодна з характарыстыкамі індуктыўнасці, скокі, генераваныя ESL, звязаны з часам пераходнага працэсу нагрузкі. Калі хутчэй расце нагрузка, тым большыя скокі напружання генеруюць.

Пры выяўленні падзення напружання ўзмацняльнікам памылак сістэма зваротнай сувязі павялічыць напружанне кампенсатара і павялічыць час уключэння перамыкача Q1. Так што ток індуктыўнасці падымаецца, каб задаволіць павышаны ток нагрузкі, і кандэнсатар пачынае зараджацца. Выхаднае напружанне мае тэндэнцыю да стабільнага.

Тэст рэакцыі пераходных працэсаў можа зразумець стабільнасць выхаднога напружання пераўтваральніка. Тэхнічныя характарыстыкі пераўтваральніка харчавання звычайна вызначаюць час рэакцыі на пераходны працэс і допуск выхаднога напружання. Падчас вымярэння варта адзначыць, што час пераходнага працэсу нагрузкі павінна быць значна меншым, чым час аднаўлення пераходнага працэсу, а перыяд пераходнага працэсу нагрузкі павінен быць большы, чым час аднаўлення пераўтваральніка, інакш праблема стабільнасці не можа быць адлюстравана на форме сігналу.

На наступным малюнку паказаны тыповы сігнал пераходнага адказу. У гэтым выпадку выхад 12 В пастаяннага току, нагрузка ад 75% да 100% да 75%, максімальнае змяненне напружання складае 100 мВ, што эквівалентна 0.8% выхаднога напружання, а час аднаўлення складае 250 мс. Працэс аднаўлення пераходнага напружання ўяўляе сабой плаўную крывую, якая паказвае стабільныя характарыстыкі ланцуга.

2. Фактары ўплываюць на пераходную рэакцыю

У агульнай сістэме кіравання некалькі фактараў уплываюць на прадукцыйнасць пераходнай рэакцыі. Перш за ўсё, кампаненты, якія выкарыстоўваюцца ва ўсім контуры, такія як аптычная сувязь, дыёды і трансфарматары, маюць час затрымкі. Гэта азначае, што пры змене нагрузкі пераўтваральнік пачне рэакцыю пасля мінімальнага часу затрымкі. Гэта мінімальны час затрымкі не ўяўляе час водгуку на пераходны працэс, а толькі невялікую яго частку.

Асноўныя фактары, якія ўплываюць на пераходную характарыстыку, як узровень кампенсацыі ўнутранага ўзмацняльніка памылак. Узмацняльнік памылак выкарыстоўваецца для рэгулявання ШІМ (Шыротна-імпульснай мадуляцыі), а ШІМ мадулюе час уключэння транзістара, каб рэагаваць на змяненне выхаднога напружання. А прапускная здольнасць контуру кіравання будзе ўплываць на хуткасць рэгулявання. Калі прапускная здольнасць большая, пераходная нагрузка можа рэгулявацца хутчэй.

На пераходную рэакцыю ў знешніх умовах уплываюць два фактары. Адным з іх з'яўляецца выхадная ёмістасць. Калі ёмістасць вялікая, заніжэнне або перавышэнне выхаднога напружання можа паменшыцца, але час аднаўлення павялічыцца. Другое - гэта велічыня змены і хуткасць змены току нагрузкі. Калі ток нагрузкі расце або павольна падае, пікавае значэнне выхаднога напружання мала. Акрамя таго, калі велічыня кроку нагрузкі павялічваецца, выходнае напружанне будзе рэзка расці або падаць.

3. Форма сігналу

• Розная ёмістасць

Калі крок нагрузкі фіксаваны (ад 50% да 100% нагрузкі), адзінае змяненне - гэта значэнне ёмістасці выхаднога кандэнсатара. З наступных трох сігналаў ён можа ведаць, што чым больш ёмістасць, тым менш варыяцыі выхаднога напружання, але час аднаўлення будзе павялічвацца.

• Розная велічыня кроку нагрузкі

Калі выхадная ёмістасць фіксаваная (100 мкФ), адзінае адрозненне - гэта велічыня змены кроку нагрузкі. Калі крок нагрузкі складае 25% нагрузкі (ад 75% да 100%), заніжэнне выхаднога напружання складае 50 мВ, а час аднаўлення складае 200 мкс. Затым малюнкі 8 і 9 паказваюць, што крок нагрузкі павялічваецца да 50% і 75% нагрузкі, гэта робіць заніжэнне напружання большым, і час аднаўлення патрабуе больш.

• Розная хуткасць змены нагрузкі

Наступныя малюнкі паказваюць, што розная хуткасць змены нагрузкі. Чым хутчэй расце або падае ток нагрузкі, тым больш заніжэнне або перавышэнне выхаднога напружання. Наадварот, больш павольны крок нагрузкі прыводзіць да меншага змены выхаднога напружання.

4. Удасканалены метад

• Дадаць выхадны кандэнсатар

Каб дасягнуць стабільнага выхаднога напружання, самым простым спосабам павялічыць выхадную ёмістасць, але ESR і ESL ўсё яшчэ трэба ўлічваць. Керамічныя кандэнсатары маюць нізкае СОЭ, а таксама з'яўляюцца лепшым выбарам для зніжэння пераходных працэсаў напружання. Як правіла, керамічныя кандэнсатары размяшчаюць блізка да канца нагрузкі фактычнага прымянення. У дадатак да памяншэння пераходных працэсаў напружання, ён таксама дазваляе пазбегнуць ваганняў у контуры кіравання пераўтваральніка. Акрамя таго, вы можаце дадаць электралітычны кандэнсатар каля выхаду пераўтваральніка. Калі ёсць крок нагрузкі, электралітычны кандэнсатар будзе хутка рэагаваць на пачатковай стадыі, так што схема зваротнай сувязі можа рэагаваць хутчэй, што карысна ў схемах з павольнай зваротнай сувязі.

 

• Прапанова макета

Пры дынамічных нагрузках адлегласць паміж пераўтваральнікам і нагрузкай можа паўплываць на якасць выхадной магутнасці. А паразітарнае супраціў і індуктыўнасць на шляху прывядзе да падзення выхаднога напружання і прывядзе да дрэннага рэгулявання нагрузкі. Такім чынам, пераўтваральнік і нагрузку трэба размясціць як мага бліжэй. Для памяншэння эфекту пераходнай рэакцыі нагрузкі, як правіла, выходная ёмістасць павялічваецца, каб паменшыць рэакцыю выхаднога напружання, і становішча кандэнсатараў з'яўляецца найбольш эфектыўным на галоўным шляху току.

5. Рэзюмэ

З улікам рынкавых тэндэнцый многія электронныя прадукты, як правіла, патрабуюць больш хуткага і большага току. У выбары пераўтваральнікаў большай папулярнасці карыстаюцца прадукты са стабільным выхадным напругай. Тэст рэакцыі на пераходны працэс можа зразумець стабільнасць контуру кіравання, рэгуляванне нагрузкі, час аднаўлення пераходных працэсаў і званок. Пасля разумення фактараў, якія ўплываюць на пераходную рэакцыю, можна знайсці найбольш прыдатны метад паляпшэння, каб атрымаць больш стабільны пераўтваральнік магутнасці.

 

 

CTC з'яўляецца прафесійным пастаўшчыком паслуг для модуляў харчавання высокага класа (пераўтваральнік пераменнага току ў пастаянны і пераўтваральнік пастаяннага току) для важных прыкладанняў па ўсім свеце ўжо 30 гадоў. Наша асноўная кампетэнцыя заключаецца ў распрацоўцы і пастаўцы прадуктаў з перадавымі тэхналогіямі, канкурэнтаздольным цэнам, надзвычай гнуткім тэрмінам выканання, глабальным тэхнічным абслугоўваннем і высакаякаснай вытворчасцю (зроблена на Тайвані).

CTC з'яўляецца адзінай карпарацыяй, сертыфікаванай па ISO-9001, IATF-16949, ISO22613 (IRIS) і ESD/ANSI-2020. Мы можам на 100% гарантаваць, што не толькі прадукт, але і наш працоўны працэс і сэрвіс адпавядаюць сістэме кіравання якасцю для кожнага высокага класа з самага пачатку. Ад праектавання да вытворчасці і тэхнічнай падтрымкі, кожная дэталь працуе ў адпаведнасці з самымі высокімі стандартамі.

Пакінь паведамленне 

спіс паведамленняў