Onko virtaa jatkuvasti?
On tammikuu 1, 2021 by adminJännitelähde on laite, joka tuottaa jatkuvaa jännitettä, mutta antaa virran ja tehon vaihtelevan sähkölainsäädännön mukaisesti. Virtalähde on laite, joka tuottaa jatkuvaa virtaa, jolloin jännite ja teho voivat vaihdella.
Onko olemassa jatkuvaa virtalähdettä – eli laitetta, jonka lähtöteho ei koskaan vaihdu? Riippumatta luonteesta, mihin se on kytketty, sen jännite ja ampeerimäärä säädettäisiin tuottamaan jatkuva teho. (Sen käyttäytymistä ei määritellä sekä avoimille että rikkinäisille piireille.)
Kommentit
- Kuormituksen luonne? Lineaarinen vai epälineaarinen? Kuinka kuormitus voi vaihtelevat? Kuinka aiot käyttää?
- Kysytkö, onko ’ ihanteellinen ’ virtalähde, piirianalyysissä. Onko kysymys, jonka ’ kysyt, ’ Koska meillä on ihanteelliset jännitelähteet ja ihanteelliset virtalähteet, voimmeko saada ihanteellisia virtalähteitä? ’
- Täydelliseen vastaukseen merkitään sekä teoreettiset että käytännön esimerkit, jos sellaisia on.
Vastaa
Kyllä, vakiovirtalähteen rakentaminen on erittäin helppoa.
Otetaan esimerkiksi tavallinen kytkentätavan tehostinmuunnin.
simuloi tätä virtapiiriä – Kaavio luotu käyttämällä CircuitLab
Oletetaan, että se toimii epäjatkuvassa tilassa ja ei ole synkronista tasasuuntaa (ts. vain diodia). Jos kytkintä käytetään kiinteällä käyttöjaksolla (ts. Ei palautetta), se laittaa kiinteän määrän energiaa induktoriin joka kerta, kun se suljetaan. Energian määrä riippuu vain tulojännitteestä, induktanssista ja käynnistysajasta. Tämä energia syötetään kuormaan, kun kytkin avautuu.
Jatkuva energia jaksoa kohti × vakio jaksojen määrä sekunnissa = vakio energia sekunnissa = vakio teho.
Kuorman resistanssista riippumatta jännite- ja virtatasot säätyvät itse vastaamaan kyseistä tehon arvoa.
Käytännöllisissä rajoissa, jos tämän virtalähteen lähtö on oikosulussa, virtaa rajoittaa sisäisten komponenttien (induktorin ja diodin) vastus. Jos lähtö jätetään auki, jännitettä rajoittaa komponenttien hajautettu kapasitanssi — induktori ”soi” jonkin verran suurjännitteellä itsensä resonanssitaajuudella.
Kommentit
- Tämän kääntöpuoli on yleisessä käytössä ” suurimman tehopisteen seuraajana ” aurinkokennoille: Vaihda tietylle lähtöjännitteelle tulojännitettä / virtapistettä maksimaalisen tehonsiirron saamiseksi kennoista.
- @ pjc50: Kyllä, kytkentätilan muunnin voidaan jota voidaan käyttää aurinkopaneelin säädettävänä kuormana ja yhdessä sopivien jännite- ja virta-antureiden kanssa voidaan rakentaa MPPT: tä suorittava takaisinkytkentäsilmukka. Mutta en seuraa ’, miten tämä on missään mielessä ” käänteinen mistä ’ m puhun vastauksessani. MPPT: n koko asia on, että maksimitehon todellinen arvo vaihtelee.
- @tuskiomi: Ei. Jos haluat säätää tehoa, et saa valita joko jännitettä tai virtaa. Kuormitusresistanssi asettaa molemmat arvot: \ $ V = \ sqrt {P \ cdot R} \ $ ja \ $ I = \ sqrt {\ frac {P} {R}} \ $
- @ tuskiomi: Ah, siinä tapauksessa on kyllä kaava. Syöttöenergia kytkentäjaksoa kohti \ $ E = \ frac {1} {2} I_ {peak} ^ 2 \ cdot L \ $. Huippuvirta on ajan, induktanssin ja tulojännitteen funktio: \ $ I_ {peak} = \ frac {V_ {in} t_ {on}} {L} \ $. Teho on yksinkertaisesti energia jaksoa kohti kerrottuna kytkentätaajuudella: \ $ P = E \ cdot f_ {SW} \ $. Voit yhdistää nämä yhtälöt saadaksesi kokonaisvoiman yhtälön.
- Tämä ei ole 100-prosenttisesti oikein yleisen harhaluulon vuoksi. Tämän piirin lähtöteho riippuu lähtöjännitteestä. Induktorin huippuvirta on Vt / L, mutta toimitettu energia ei ole vain 1 / 2.LI ^ 2 – VIN toimittaa lisäenergiaa induktorin purkautumisen aikana. Purkausaika on Toff = L.Ipeak / (VOUT -VIN), ja lähtöön toimitettu energia on Vout.Ipeak.Toff / 2
Vastaa
Kyllä, mutta käytännöllisemmin näitä laitteita kutsutaan elektronisiksi kuormiksi. Ne voidaan asettaa ottamaan vakiovirta tai jatkuva TEHO virtalähteestä. Ne ovat hyödyllisiä virtalähteen testauksessa, akkutesteissä ja aurinkotesteissä.
Jatkuvat virtalähteet ovat harvinaisempia, mutta yksi käytännöllinen sovellus on pitää ulkona käytettävän nestekidenäytön riittävän lämpimänä niin, että liikkuvat kuvat eivät tahraa.Nestekidenäytön lämmityselementti on ohut läpikuultavaa materiaalia, nimeltään Indium Tin Oxide. Tai LCD-näytössä voi olla ohut lanka. Kummassakin tapauksessa lämmittimen vastus vaihtelee huomattavasti lämpötilan mukaan. Jos syötät lämmitintä vakiovirralla tai vakiojännitteellä, teho vaikuttaisi voimakkaasti ympäristön lämpötilaan.
Haluamme kuitenkin olla suhteellisen vakaa teho, joten käytetään jatkuvaa virtalähdettä.
vastaus
Todellinen ”jatkuva virtalähde” tuottaisi äärettömän virran lyhyeksi ja tuottaisi ääretöntä jännitettä avoimen piiri; käytännössä kaikilla virtalähteillä on raja sen tuottamalle jännitteelle ja virralle lähtötehosta riippumatta.
Näiden rajojen välillä monet 60 watin vaihtokytkimet toimivat itse asiassa hyvin Paljon kuin vakiovirtalähteet, kun virta on riittävän korkea, jotta täydellä jännitteellä heidän tarvitsisi tuottaa enemmän tehoa kuin kykenevät, mutta riittävän matalat, jotta ne eivät laukaisisi virtaa rajoittavaa piiriä. Sen mukaan, mitä voin kertoa, on tavallista, että eri jännitteisten virtalähteiden perheellä on sama maksimivirta ja ne eroavat vain tuottamastaan maksimijännitteestä. Jos tehdään log-log-käyrä lähtöjännitteestä-vs -virtakäyrät, perheen tarvikkeilla on sama diagonaalilinja lähtötehoa varten ja sama pystyviiva suurimmalla virralla; ainoa ero on korkeimman mahdollisen jännitteen rajoittavan vaakasuoran viivan korkeus.
Huomaa, että on tarkistettava jokaisen tarvikkeen tietolomakkeet, joita haluat käyttää tällä tavoin, jotta voidaan varmistaa, että toiminnassa on selvää, mitkä toiminnot on määritelty.
Vastaa
Onko jatkuvaa virtalähdettä
Kyllä, tämä on mahdollista Tein sen kerran monta vuotta sitten esimerkkinä. Jännite ja virta voidaan mitata ja ohjata suoraan analogisella elektroniikalla, joten vaste voi olla hyvä. Ei ole hyvää tapaa suoraan säätötehoa eikä mitata tehoa.
Virta on jännitteen ja virran tulo, joten yksi tapa on mitata nämä kaksi ja suorittaa sitten kertolasku saadaksesi tehoon verrannollinen signaali. Tämä on vaikeaa analogisessa elektroniikassa. Kun tein tämän kauan sitten, käytin digitaalista prosessoria laskemaan tehoa mitatusta jännitteestä ja virrasta, ja sitten säädin lähtöä ylös ja alas vastaavasti. Tämä oli kauan sitten, ja käytin pöytätietokonetta IEEE-488-liitännän kautta elektroniikan ohjaamiseen. Se teki noin 10 silmukka-iteraatiota sekunnissa, mikä riitti osoittamaan, mitä halusin osoittaa.
Nykyään kytkentävirtalähteitä ohjataan rutiininomaisesti pienillä sulautetuilla prosessoreilla, jotka mittaavat jännitettä ja joskus virtaa joka kytkennässä pulssi. Digitaaliset kertolaskut voivat olla yhtä lyhyitä kuin yksittäiset jaksot, joten suljetun piirin tehonsäätö on nykyään paljon helpompaa. Tästä on kuitenkin hyvin vähän hyötyä. Olen suunnitellut joukon vakiojännitteisiä kytkentävirtalähteitä ja muutaman vakiovirtakytkentävirtalähteen, mutta ei koskaan jatkuvavirtalähdettä. Se ei johdu siitä, että sitä ei voida kohtuudella tehdä tänään, vaan koska minulla ei ole sitä ei käytetä yhdellä.
eli laite, jonka lähtö ei koskaan vaihda?
Tämä on järjetön kysymys. Mikä lähtö ? Jännite? Virta? Teho? Jotain muuta? Teemme täällä tekniikkaa, emme käsi heiluttaen.
Näyttää myös olevan hämmennystä siitä, mikä voima toimitus ei voi hallita. Ajattele jopa yksinkertaista tapausta, jossa kuorma (mikä on kytketty virtalähteeseen, jota ei voida hallita) voi olla mikä tahansa vastus. Jännite, virta ja vastus liittyvät Ohmin lakiin:
Nykyinen = Jännite / vastus
tai yhteisissä yksiköissä:
A = V / Ω
Huomaa, että vapausasteita on vain kaksi tässä suhteessa. Jos määrität kaksi, ei kolmatta ole valittavissa. Koska kuorma saa aina yhden asteen vapauden, virtalähde saa myös vain yhden vapausasteen.
Voit järjestää uudelleen tällä tavoin. Jatkuvalle jännitesyötölle syöttö valitsee jännitteen, kuorma valitsee vastuksen ja virta tulee ulos sille, mihin se tulee. Tai kuormitus valitsee virran ja näennäinen vastus, jonka syöttö näkee se tulee ulos.
Virta on jännite kertaa virta. Tämän ja Ohmin lain avulla saat:
Virta = Jännite 2 / Vastus
Jälleen vain kaksi vapausastetta. Jos virtalähde säätelee tehoa ja kuorma valitsee vastuksen, jännite tulee siihen, mihin se tulee.
Et voi huijata perusfysiikkaa.
Kommentit
- Olen täysin samaa mieltä. Kuinka voimme rakentaa jatkuvan virtalähteen, jos kuorma voi olla lineaarinen tai epälineaarinen? Kuormitus voi vaihdella? Ellei kuorman mallia tunneta, sitä on vaikea tehdä.
- Anteeksi, hukkaa sanamuotoa. Tarkoitin, että lähtöteho ei koskaan vaihda.
Vastaa
Jännitelähde on tarpeeksi helppo paitsi silloin, kun ajattelet lyhyitä piirit – ääretön virta otetaan ja tästä syystä jännitelähteitä, tiukimmassa mielessä, ei ole.
Virtalähteillä on sama ongelma avoimessa piirissä – miten virta voidaan pumpata avaruuteen ilman virtalähde, jolla on ääretön jännite pakottaakseen vakiovirran.
Virtalähteet on suunniteltu jännite- ja virtalähteistä, ja ne voivat olla olemassa paperilla, mutta aivan kuten todelliset virta- ja jännitelähteet, ne eivät vastaa teoreettisia odotuksia. .
vastaus
Takaisinkytkentäjännitemuuntaja, jolla on kiinteä värähtelytaajuus ja kiinteä käyttöjakso, tuottaa jatkuvaa tehoa niin kauan kuin kuorma ei ”t vaihtelevat liian nopeasti.
Kun kuormitus vaihtelee ajan myötä, ulostulosuodatin estää muunninta säätämästä syötettyä tehoa nopeasti, mikä saattaa olla ongelma teidän tapauksessanne.
Vastaus
On kaupallisesti saatavissa olevia virtalähteitä, joilla on vakioteho. Esimerkki on Sorensen SG -sarja.
Vastaus
On olemassa toinen tapa tuottaa likimääräinen vakiovirtalähde, mikä on hyödyllinen jos kuormasi muuttuu lämpötilan mukaan. Jos laitat sarjavastuksen, jonka arvo on sama kuin kuorma, teho tasaantuu. Yksi tapa tarkastella sitä on, että jos sarjavastus on nolla, kuormaa ohjaa vakiojännite. Jos sarjavastus on ääretön, kuormaa ohjaa jatkuva virta. dP / dR = 0, kun Rs = Rl. Tämä ei tietenkään ole ympäristöystävällinen tapa tehdä se. Roger Williamson
Vastaus
Matalan tehon vakiovirtalähteen toinen käyttö voisi olla kaasun virtauksen mittaaminen yhdellä nikromilangalla. Työnnä jatkuva teho langan läpi; syntyy vakio määrä lämpöä, lanka lämpenee ja langan vastus kasvaa. Voit laskea langan vastuksen jännitteestä / virrasta ja siten tietää johtimen lämpötilan. Vapaassa kaasussa ympäristön lämpötilan nousu voidaan määrittää siten.
Langan ohi virtaava kaasu poistaa lämmön langasta suuremmalla nopeudella kuin nollanopeudella, ja lämpöhäviön määrä on verrannollinen kaasunopeuteen. .
Kommentit
- Tämä ei ’ näytä oikeastaan vastaavan alkuperäistä kysymystä, eli onko tällainen laite on olemassa pikemminkin kuin sen mahdolliset käyttötarkoitukset.
Vastaa
Käytännölliset jatkuva VA-virtalähteet. Entä huippuluokan hitsaajat. Hitsaajat ovat tyypillisesti joko vakio I (sauva) tai vakio V (mig). Huippuluokan hitsaajien avulla voit säätää VA-kaltevuutta. Ne eivät ole täydellisiä, mutta mahdollistavat säätöalueen vakion I ja vakion V välillä. Negatiivisella VA-kaltevuudella hitsausaltaaseen syötetty teho on vakiona riippumatta kaaren pituudesta ja käyttäjän on valvottava vain hitsausnopeutta – mikä tekee työstään helpompaa.
Vastaa