일정한 전원 공급 장치가 있습니까?
On 1월 1, 2021 by admin전압원은 일정한 전압을 생성하지만 전기 법칙에 따라 전류 및 전력이 달라질 수있는 장치입니다. 전류 소스는 일정한 전류를 생성하여 전압과 전력이 변할 수 있도록하는 장치입니다.
일정한 전원이 있는가 – 즉, 출력 전력이있는 장치 변하지 않습니까? 연결 대상의 특성에 관계없이 전압과 전류는 일정한 전력을 제공하도록 조정됩니다. (개선 및 단선 회로 모두에 대해 동작이 정의되지 않습니다.)
설명
- 부하의 특성 선형 또는 비선형? 어떻게 사용할 계획입니까?
- ‘ 이상적인 ‘ 전원이 있는지 묻고 있습니까? 회로 분석에서. ‘ ‘ 이상적인 전압 소스와 이상적인 전류 소스가 있으므로 이상적인 전원을 가질 수 있습니까? ‘ 질문이 있습니까? ‘
- 완전한 답변은 이론적 예시와 실제 예시를 모두 기록합니다.
답변
예, 상시 전원 공급 장치를 구성하는 것은 매우 쉽습니다.
예를 들어 일반적인 스위치 모드 부스트 컨버터를 사용하십시오.
이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab 을 사용하여 생성 된 회로도
불연속 모드에서 작동한다고 가정하고 동기식 정류가 없습니다 (즉, 다이오드 만). 스위치가 고정 된 듀티 사이클 (즉, 피드백 없음)로 작동되면 닫힐 때마다 인덕터에 고정 된 양의 에너지를 넣습니다. 에너지의 양은 입력 전압, 인덕턴스 및 온 타임에만 의존합니다. 이 에너지는 스위치가 열릴 때 부하로 덤프됩니다.
사이클 당 일정한 에너지 × 초당 일정한 사이클 수 = 초당 일정한 에너지 = 일정한 전력.
부하의 저항에 관계없이 전압 및 전류 레벨은 해당 전력 값과 일치하도록 자체적으로 조정됩니다.
이 공급 장치의 출력이 다음과 같을 경우 실제 한계 측면에서 볼 때 단락되면 내부 구성 요소 (인덕터 및 다이오드)의 저항에 의해 전류가 제한됩니다. 출력이 열려있는 경우 전압은 구성 요소의 분산 된 커패시턴스에 의해 제한됩니다. — 인덕터는 자체 공진 주파수에서 약간의 고전압으로 “링”됩니다.
코멘트
- 이의 반대는 ” 최대 전력 점 추적기 ” : 주어진 출력 전압에 대해 입력 전압 / 전류 지점을 변경하여 전지에서 최대 전력을 전달합니다.
- @ pjc50 : 예, 스위치 모드 컨버터는 태양 광 패널의 조정 가능한 부하로 사용되며 적절한 전압 및 전류 센서와 함께 MPPT를 수행하는 피드백 루프를 구성 할 수 있습니다. 하지만 저는 ‘ 이것이 어떤 의미에서든 ” 역 “를 따르지 않습니다. 제가 ‘ 내 대답에서 말하는 것입니다. MPPT의 요점은 최대 전력의 실제 값이 다양하다는 것입니다.
- @tuskiomi : 아니요. 전력을 조절하려는 경우 전압이나 전류를 선택할 수 없습니다. 부하 저항은 다음 두 값을 설정합니다. \ $ V = \ sqrt {P \ cdot R} \ $ 및 \ $ I = \ sqrt {\ frac {P} {R}} \ $
- @ tuskiomi : 아, 그렇다면, 네, 공식이 있습니다. 스위칭 사이클 당 입력 에너지 \ $ E = \ frac {1} {2} I_ {peak} ^ 2 \ cdot L \ $. 피크 전류는 온 타임, 인덕턴스 및 입력 전압의 함수입니다. \ $ I_ {peak} = \ frac {V_ {in} t_ {on}} {L} \ $. 전력은 단순히 사이클 당 에너지에 스위칭 주파수를 곱한 것입니다. \ $ P = E \ cdot f_ {SW} \ $. 이러한 방정식을 결합하여 전체적인 검정력 방정식을 얻을 수 있습니다.
- 일반적인 오류 때문에 이것은 100 % 정확하지 않습니다. 이 회로의 출력 전력은 출력 전압에 따라 다릅니다. 인덕터의 피크 전류는 Vt / L이지만 전달되는 에너지는 1 / 2.LI ^ 2만이 아닙니다. 인덕터 방전시 VIN에 의해 추가 에너지가 전달됩니다. 방전 시간은 Toff = L.Ipeak / (VOUT입니다. -VIN), 출력에 전달되는 에너지는 Vout.Ipeak.Toff / 2
Answer
예, 그러나보다 실용적으로 이러한 장치를 전자 부하라고합니다. 전원 공급 장치에서 정전류 또는 정 전력을 끌어 오도록 설정할 수 있습니다. 전원 공급 장치 테스트, 배터리 테스트 및 태양열 테스트에 유용합니다.
상시 전원 공급 장치는 그다지 일반적이지 않지만 한 가지 실용적인 응용 프로그램은 외부에서 사용되는 LCD를 추운 곳에서 충분히 따뜻하게 유지하여 움직이는 이미지가 번지지 않습니다.LCD의 발열체는 Indium Tin Oxide라고하는 반투명 소재의 얇은 시트입니다. 또는 LCD 화면에가는 선이있을 수 있습니다. 두 경우 모두 히터의 저항은 온도에 따라 크게 달라집니다. 히터에 정전류 또는 정전압을 공급하면 전력은 주변 온도의 강력한 기능이됩니다.
그러나 상대적으로 일정한 전력을 원하기 때문에 일정한 전력 공급이 사용됩니다.
답변
진정한 “일정한 전원”공급 장치는 무한 전류를 단락으로 출력하고 개방 전압을 통해 무한 전압을 생성합니다. 회로; 실제로 모든 공급 장치는 출력 전력에 관계없이 생성 할 전압과 전류에 제한이있을 것입니다.
이러한 제한 사이에서 60 와트 범위의 많은 스위칭 공급 장치는 실제로 매우 작동합니다. 전류가 최대 전압에서 가능한 것보다 더 많은 전력을 출력해야 할만큼 충분히 높지만 전류 제한 회로를 트리거하지 않을만큼 충분히 낮은 정 전력 공급 장치와 매우 유사합니다. 내가 알 수 있듯이, 서로 다른 전압의 공급 장치 제품군이 동일한 최대 전류를 가지며 생성 할 최대 전압 만 다른 것이 일반적입니다. 출력 전압 -vs의 로그-로그 플롯을 만들면 -전류 곡선, 제품군의 공급 장치는 출력 전력에 대해 동일한 대각선을 공유하고 최대 전류에 대해 동일한 수직선을 공유합니다. 유일한 차이점은 최대 전압을 제한하는 수평선의 높이입니다.
이러한 방식으로 사용하려는 공급 업체의 데이터 시트를 확인하여 작동 측면이 지정되었는지 여부를 명확하게 확인해야합니다.
답변
항상 전원이 있습니까
예, 가능합니다. 실은 몇 년 전에 실연으로 한 번 해봤는데 전압과 전류를 직접 측정하고 아날로그 전자 장치로 직접 제어 할 수 있기 때문에 응답이 좋을 수 있습니다. 제어 전력도 측정하지도 않습니다.
전력은 전압과 전류의 곱이므로 한 가지 방법은이 둘을 측정 한 다음 곱셈을 수행하여 전력에 비례하는 신호를 얻는 것입니다. 이것은 아날로그 전자 장치에서 어렵습니다. 오래 전에이 작업을 수행했을 때 디지털 프로세서를 사용하여 측정 된 전압 및 전류에서 전력을 계산 한 다음 그에 따라 출력을 위아래로 조정했습니다. 이것은 오래 전 일이며 IEEE-488 인터페이스를 통해 데스크톱 컴퓨터를 사용하여 전자 제품을 제어했습니다. 초당 약 10 번의 루프 반복을 수행하여 제가 시연하고자하는 것을 보여주기에 충분했습니다.
오늘날 스위칭 전원 공급 장치는 전압을 측정하고 때로는 모든 스위칭에 전류를 측정하는 소형 임베디드 프로세서에 의해 일상적으로 제어됩니다. 펄스. 디지털 곱셈은 단일 사이클만큼 짧을 수 있으므로 오늘날 폐쇄 루프 전력 제어를 수행하는 것이 훨씬 더 가능합니다. 그러나 이것에 대한 사용은 거의 없습니다. 정전압 스위칭 파워 서플라이와 정전류 스위칭 파워 서플라이 몇 개를 설계했지만 정전류 스위칭 파워 서플라이는 결코 설계하지 않았습니다. 이는 오늘날 합리적으로 수행 할 수 없기 때문이 아니라 제가 시도했기 때문입니다. 한 번만 사용하면됩니다.
즉, 출력이 변하지 않는 장치입니까?
이것은 무의미한 질문입니다. 어떤 출력 ? 전압? 전류? 전력? 다른 것? 우리는 여기서 엔지니어링을하고 손을 흔들지 않습니다.
또한 전력이 무엇인지에 대해 약간의 혼란이있는 것 같습니다. 공급은 통제 할 수 있고 통제 할 수 없습니다. 부하 (공급 장치의 제어를 넘어서 전원 공급 장치에 연결된 것)가 모든 저항이 될 수있는 간단한 경우를 생각해보십시오. 전압, 전류 및 저항은 옴의 법칙에 의해 관련됩니다.
전류 = 전압 / 저항
또는 일반 단위 :
A = V / Ω
자유도가 두 개뿐임을 알 수 있습니다. 둘 중 하나를 정의하면 세 번째에 대한 선택의 여지가 없습니다. 부하가 항상 1 자유도를 가지므로 전원 공급 장치도 1 자유도 만 얻습니다.
재정렬 할 수 있습니다. 정전압 공급의 경우 전원이 전압을 선택하고 부하가 저항을 선택하고 전류가 출력되는 값으로 나옵니다. 또는 부하가 전류를 선택하고 전원에서 보이는 겉보기 저항이 무엇으로 나옵니다. 출력됩니다.
전력은 전압과 전류의 곱입니다.이 법칙과 옴 법칙을 사용하면 다음을 얻을 수 있습니다.
전력 = 전압 2 / 저항
다시 말하지만 자유도는 2 개뿐입니다. 전원 공급 장치가 전력을 조절하고 부하가 저항을 선택하면 전압이 나오는 값으로 나옵니다.
기본 물리학을 속일 수 없습니다.
댓글
- 완전히 동의합니다. 부하가 선형이거나 비선형 일 수있는 경우 어떻게 일정한 전원 공급 장치를 구성 할 수 있습니까? 부하가 다를 수 있습니까? 부하 모델을 알 수없는 경우 만들기가 어렵습니다.
- 죄송합니다. 출력 전력은 절대 변하지 않습니다.
답변
전압 소스는 짧다고 생각할 때를 제외하고는 충분히 쉽습니다. 회로-무한한 전류가 취해지기 때문에 가장 엄격한 의미에서 전압 소스는 존재하지 않습니다.
전류 소스는 개방 회로에서 동일한 문제를 가지고 있습니다. 전류 소스는 무한한 전압을 발휘하여 일정한 전류를 강제합니다.
전원은 전압 및 전류 소스에서 생성되며 종이에 존재할 수 있지만 실제 전류 및 전압 소스와 마찬가지로 이론적 기대와 일치하지 않습니다. .
답변
고정 된 발진 주파수와 고정 듀티 사이클이있는 플라이 백 전압 컨버터는 부하가 발생하지 않는 한 일정한 전력을 생성합니다. “너무 빨리 변하지 마십시오.
부하가 시간이 지남에 따라 변할 때 출력 필터는 컨버터가 공급 된 전력을 신속하게 조정하지 못하도록 방지합니다. 귀하의 경우에 lem.
답변
상시 전원 모드를 가진 상용 전원 공급 장치가 있습니다. 예를 들어 Sorensen SG 시리즈가 있습니다.
Answer
유용한 대략적인 일정한 전원을 생성하는 또 다른 방법이 있습니다. 부하가 온도에 따라 변하는 경우. 부하와 같은 값의 직렬 저항을 넣으면 전력이 고르게됩니다. 그것을 보는 한 가지 방법은 직렬 저항이 0이면 부하가 정전압에 의해 구동된다는 것입니다. 직렬 저항이 무한대이면 부하가 정전류에 의해 구동됩니다. Rs = R1 일 때 dP / dR = 0. 물론 이것은 환경 친화적 인 방법이 아닙니다. Roger Williamson
Answer
저전력 상수 전원을위한 또 다른 용도는 단일 니크롬 와이어로 가스 유량을 측정하는 것입니다. 전선을 통해 일정한 전력을 공급하십시오. 일정한 양의 열이 발생하고 전선이 가열되고 전선 저항이 증가합니다. 전압 / 전류에서 와이어 저항을 계산할 수 있으므로 와이어 온도를 알 수 있습니다. 정지 가스에서 주변 온도보다 높은 온도 상승은 그렇게 결정될 수 있습니다.
와이어를 지나가는 가스는 속도가 0 일 때보 다 더 빠른 속도로 와이어에서 열을 제거하며 열 손실량은 가스 속도에 비례합니다. .
댓글
- 이것은 ‘ 원래 질문을 실제로 해결하지 못하는 것 같습니다. 이러한 장치는 가능한 용도보다는 존재합니다.
답변
실용적인 상수 VA 전원 공급 장치. 고급 용접기는 어떻습니까? 일반적으로 용접기는 Constant I (stick) 또는 constant V (mig)입니다. 고급 용접기를 사용하면 VA 기울기를 조정할 수 있습니다. 완벽하지는 않지만 상수 I와 상수 V 사이의 조정 범위를 허용합니다. 음의 VA 기울기를 사용하여 용접 풀에 입력되는 전력은 아크 길이와 관계없이 일정하며 작업자는 용접 속도 만 제어하면됩니다. 더 쉽습니다.
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