Y a-t-il une alimentation électrique constante?
On janvier 1, 2021 by adminUne source de tension est un appareil qui produit une tension constante, mais qui permet à lampérage et à la puissance de varier, conformément aux lois de lélectricité. Une source de courant est un appareil qui produit un courant constant, permettant à la tension et à la puissance de varier.
Y a-t-il une source dalimentation constante – cest-à-dire un appareil dont la puissance de sortie ne varie jamais? Quelle que soit la nature de ce à quoi il est connecté, sa tension et son ampérage seraient ajustés pour fournir une puissance constante. (Son comportement ne serait pas défini pour les circuits ouverts et les circuits interrompus.)
Commentaires
- Nature de la charge? Linéaire ou non linéaire? varier? Comment prévoyez-vous lutiliser?
- Demandez-vous sil existe une source dalimentation ‘ idéale ‘, dans lanalyse de circuits. ‘ la question est-elle posée, ‘ Puisque nous avons des sources de tension idéales et des sources de courant idéales, pouvons-nous avoir des sources dalimentation idéales? ‘
- Une réponse complète noterait à la fois des exemples théoriques et pratiques, sils existent.
Réponse
Oui, il « est très facile de construire une alimentation à courant constant.
Prenons, par exemple, un convertisseur boost de mode à découpage ordinaire.
simuler ce circuit – Schéma créé à laide de CircuitLab
Supposons quil fonctionne en mode discontinu et na pas de redressement synchrone (cest-à-dire juste une diode). Si le commutateur est actionné avec un cycle de service fixe (cest-à-dire sans rétroaction), il met une quantité fixe dénergie dans linducteur à chaque fois quil est fermé. La quantité dénergie dépend uniquement de la tension dentrée, de linductance et du temps de marche. Cette énergie est déversée dans la charge lorsque linterrupteur souvre.
Énergie constante par cycle × nombre constant de cycles par seconde = énergie constante par seconde = puissance constante.
Indépendamment de la résistance de la charge, les niveaux de tension et de courant sajusteront pour correspondre à cette valeur de puissance.
En termes de limites pratiques, si la sortie de cette alimentation est court-circuité, alors le courant sera limité par la résistance des composants internes (linducteur et la diode). Si la sortie est laissée ouverte, la tension sera limitée par la capacité distribuée des composants — linductance « sonnera » avec une tension élevée à la fréquence dauto-résonance.
Commentaires
- Linverse de ceci est couramment utilisé comme » traqueur de point de puissance maximum » pour les cellules solaires: pour une tension de sortie donnée, faire varier le point de tension / courant dentrée pour un transfert de puissance maximum depuis les cellules.
- @ pjc50: Oui, un convertisseur à découpage peut être utilisé comme charge réglable pour un panneau solaire, et avec des capteurs de tension et de courant appropriés, une boucle de rétroaction qui exécute MPPT peut être construite. Mais je ne ‘ t suivre comment cest en aucun sens le » inverse » de ce dont je ‘ parle dans ma réponse. Lintérêt de MPPT est que la valeur réelle de la puissance maximale varie.
- @tuskiomi: Non. Si vous souhaitez réguler la puissance, vous ne pouvez choisir ni la tension ni le courant. La résistance de charge définit ces deux valeurs: \ $ V = \ sqrt {P \ cdot R} \ $ et \ $ I = \ sqrt {\ frac {P} {R}} \ $
- @ tuskiomi: Ah, dans ce cas, oui, il existe une formule. Lénergie dentrée par cycle de commutation \ $ E = \ frac {1} {2} I_ {pic} ^ 2 \ cdot L \ $. Le courant de crête est fonction du temps de marche, de linductance et de la tension dentrée: \ $ I_ {peak} = \ frac {V_ {in} t_ {on}} {L} \ $. La puissance est simplement lénergie par cycle multipliée par la fréquence de commutation: \ $ P = E \ cdot f_ {SW} \ $. Vous pouvez combiner ces équations pour obtenir une équation globale de la puissance.
- Ce nest pas correct à 100% à cause dune erreur courante. La puissance de sortie de ce circuit dépend de la tension de sortie. Le courant de crête de linducteur est Vt / L, mais lénergie fournie nest pas seulement de 1 / 2.LI ^ 2 – lénergie supplémentaire est fournie par VIN lors de la décharge de linductance .. Le temps de décharge est Toff = L.Ipeak / (VOUT -VIN), et lénergie fournie à la sortie est Vout.Ipeak.Toff / 2
Answer
Oui, mais plus concrètement, ces dispositifs sont appelés charges électroniques. Ils peuvent être réglés pour tirer un courant constant ou une PUISSANCE constante à partir dune alimentation. Ils sont utiles pour les tests dalimentation électrique, les tests de batteries et les tests solaires.
Les alimentations électriques constantes sont moins courantes, mais une application pratique consiste à garder un écran LCD utilisé à lextérieur suffisamment chaud pour que les images en mouvement ne maculent pas.Lélément chauffant de lécran LCD est une fine feuille de matériau translucide appelé oxyde dindium et détain. Ou il peut y avoir un fil fin dans lécran LCD. Dans les deux cas, la résistance du réchauffeur varie considérablement avec la température. Si vous alimentez le radiateur avec un courant constant ou une tension constante, la puissance dépendra fortement de la température ambiante.
Cependant, nous souhaitons avoir une puissance relativement constante, donc une alimentation constante est utilisée.
Réponse
Une véritable alimentation à « puissance constante » produirait un courant infini dans un court-circuit et produirait une tension infinie à travers une ouverture. circuit; en pratique, toute alimentation aura une limite à la tension et au courant quelle produira, quelle que soit la puissance de sortie.
Entre ces limites, de nombreuses alimentations à découpage dans la plage de 60 watts se comporteront en fait très un peu comme les alimentations à puissance constante lorsque le courant est suffisamment élevé pour quà pleine tension, ils aient besoin de produire plus de puissance quils ne le peuvent, mais suffisamment bas pour ne pas déclencher un circuit de limitation de courant. Daprès ce que je peux dire, il est courant pour une famille dalimentations de tensions différentes davoir le même courant maximal, et ne diffèrent que par la tension maximale quelles produiront. Si lon fait un tracé log-log de la tension de sortie-vs -courbes de courant, les alimentations dune famille partageront la même ligne diagonale pour la puissance de sortie, et partageront la même ligne verticale pour le courant maximum; la seule différence sera la hauteur dune ligne horizontale qui limite la tension maximum.
Notez que lon doit vérifier les fiches techniques de toute fourniture que lon pourrait souhaiter utiliser de cette manière, pour sassurer que lon est clair sur les aspects de fonctionnement qui sont ou ne sont pas spécifiés.
Réponse
Y a-t-il une source dalimentation constante
Oui, cest possible Je lai fait une fois il y a plusieurs années à titre de démonstration. La tension et le courant peuvent être mesurés directement et directement contrôlés avec lélectronique analogique, donc la réponse peut être bonne. Il ny a pas de bon moyen de directement contrôler la puissance, ni pour mesurer la puissance.
La puissance est le produit de la tension et du courant, donc une façon est de mesurer ces deux, puis deffectuer une multiplication pour obtenir un signal proportionnel à la puissance. Ceci est difficile dans lélectronique analogique. Quand jai fait cela il y a longtemps, jai utilisé un processeur numérique pour calculer la puissance à partir de la tension et du courant mesurés, puis ajuster la sortie de haut en bas en conséquence. Cétait il y a longtemps et jutilisais un ordinateur de bureau sur une interface IEEE-488 pour contrôler lélectronique. Il a effectué environ 10 itérations de boucle par seconde, ce qui était suffisant pour démontrer ce que je voulais démontrer.
Aujourdhui, les alimentations à découpage sont régulièrement contrôlées par de petits processeurs embarqués qui mesurent la tension et parfois le courant à chaque commutation impulsion. Les multiplications numériques peuvent être aussi courtes que des cycles uniques, il est donc beaucoup plus faisable aujourdhui de contrôler la puissance en boucle fermée. Cependant, cela est très peu utile. Jai conçu un tas dalimentations à découpage à tension constante et quelques alimentations à découpage à courant constant, mais jamais une alimentation à puissance constante. Ce nest « pas parce que cela ne pouvait pas être raisonnablement fait aujourdhui, mais parce que je ne lai pas fait » t venir à une utilisation pour un.
cest-à-dire un appareil dont la sortie ne varie jamais?
Cest une question absurde. Quelle sortie ? Tension? Courant? Puissance? Autre chose? Nous faisons de lingénierie ici, pas de la main.
Il semble aussi y avoir une certaine confusion sur ce quest une puissance lapprovisionnement peut et ne peut pas contrôler. Pensez même au cas simple où la charge (ce qui est connecté à lalimentation au-delà du contrôle de lalimentation) peut être nimporte quelle résistance. La tension, le courant et la résistance sont liés par la loi dOhm:
Courant = Tension / Résistance
ou en unités communes:
A = V / Ω
Remarquez quil ny a que deux degrés de liberté dans cette relation. Si vous en définissez deux, il ne reste plus de choix pour le troisième. Étant donné que la charge a toujours un degré de liberté, le bloc dalimentation na également quun seul degré de liberté.
Vous pouvez réorganiser Pour une alimentation en tension constante, lalimentation choisit la tension, la charge choisit la résistance, et le courant sort vers ce à quoi il sort. Ou bien, la charge choisit le courant et la résistance apparente vue par lalimentation sort à quoi il sort.
La puissance est la tension multipliée par le courant. Avec cette loi et la loi dOhm, vous pouvez obtenir:
Puissance = Tension 2 / Résistance
Encore une fois, seulement deux degrés de liberté. Si le bloc dalimentation régule la puissance et que la charge choisit la résistance, alors la tension correspond à ce à quoi elle sort.
Vous ne pouvez pas tromper la physique de base.
Commentaires
- Tout à fait daccord. Comment construire une alimentation électrique constante si la charge peut être linéaire ou non linéaire? La charge peut varier? A moins que le modèle de charge ne soit connu, difficile à faire.
- Oh désolé, manque le libellé. Je voulais dire que la puissance de sortie ne varie jamais.
Réponse
Une source de tension est assez simple, sauf lorsque vous pensez à court circuits – un courant infini est pris et pour cette raison, les sources de tension, au sens strict du terme, nexistent pas.
Les sources de courant ont le même problème sur un circuit ouvert – comment le courant peut-il être pompé dans lespace sans source de courant exerçant des tensions infinies pour forcer un courant constant.
Les sources de courant sont créées à partir de sources de tension et de courant et peuvent exister sur papier mais, tout comme les sources de courant et de tension réelles, ne correspondent pas aux attentes théoriques .
Réponse
Un convertisseur de tension flyback avec fréquence doscillation fixe et cycle de service fixe produira une puissance constante tant que la charge ne sera pas « t varient trop rapidement.
Lorsque la charge varie dans le temps, le filtre de sortie empêche le convertisseur dajuster rapidement la puissance fournie, ce qui peut ou non être un problème lem dans votre cas.
Réponse
Il existe des alimentations disponibles dans le commerce qui ont un mode de puissance constante. Un exemple est la série Sorensen SG.
Réponse
Il existe une autre façon de produire une source dénergie constante approximative, ce qui est utile si votre charge change avec la température. Si vous mettez une résistance en série de la même valeur que la charge, la puissance séquilibre. Une façon de voir les choses est que si la résistance série est nulle, la charge est entraînée par une tension constante. Si la résistance série est infinie, la charge est entraînée par un courant constant. dP / dR = 0 lorsque Rs = Rl. Bien sûr, ce nest pas une manière écologique de le faire. Roger Williamson
Réponse
Une autre utilisation dune source de puissance constante de faible puissance pourrait être de mesurer le débit de gaz avec un seul fil nichrome. Poussez une puissance constante à travers le fil; une quantité constante de chaleur est générée, le fil chauffe et la résistance du fil augmente. Vous pouvez calculer la résistance du fil à partir de la tension / du courant et ainsi connaître la température du fil. Dans le gaz calme, le gain de température au-dessus de la température ambiante peut être ainsi déterminé.
le gaz sécoulant devant le fil élimine la chaleur du fil à une vitesse plus élevée quà vitesse nulle, et la quantité de perte de chaleur est proportionnelle à la vitesse du gaz .
Commentaires
- Cela ‘ ne semble pas vraiment répondre à la question initiale, à savoir si un tel appareil existe plutôt que des utilisations possibles pour un.
Réponse
Pratique Alimentations à constante VA. Quen est-il des soudeurs haut de gamme. Généralement, les soudeurs sont soit Constant I (bâton) soit V constant (mig). Les soudeurs haut de gamme vous permettent dajuster la pente VA. Ils ne sont pas parfaits mais permettent une plage de réglage quelque part entre I constant et constant V.Avec une pente VA négative, la puissance absorbée dans le bain de soudage est constante indépendamment de la longueur de larc et lopérateur na plus quà contrôler la vitesse de soudage – ce qui fait son travail plus facile.
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