Is er een constante stroomvoorziening?
Geplaatst op januari 1, 2021 door adminEen spanningsbron is een apparaat dat constante spanning produceert, maar de stroomsterkte en het vermogen laat variëren, in overeenstemming met de elektriciteitswetten. Een stroombron is een apparaat dat een constante stroom produceert, waardoor spanning en vermogen kunnen variëren.
Is er een constante stroombron – dwz een apparaat waarvan het uitgangsvermogen varieert nooit? Ongeacht de aard waarop het is aangesloten, het voltage en de stroomsterkte worden aangepast om constant vermogen te leveren. (Het gedrag zou ongedefinieerd zijn voor zowel open als onderbroken circuits.)
Opmerkingen
- Aard van de belasting? Lineair of niet-lineair? Hoe belasting kan variëren? Hoe u van plan bent te gebruiken?
- Vraagt u zich af of er een ‘ ideale ‘ stroombron is, in circuitanalyse. Is een vraag die u ‘ stelt, ‘ Kunnen we, aangezien we ideale spanningsbronnen en ideale stroombronnen hebben, ideale stroombronnen hebben? ‘
- Een volledig antwoord zou zowel theoretische als praktische voorbeelden vermelden, als deze bestaan.
Antwoord
Ja, het is heel eenvoudig om een constante stroomvoorziening te construeren.
Neem bijvoorbeeld een gewone switch-mode boost-omzetter.
simuleer dit circuit – Schema gemaakt met CircuitLab
Laten we aannemen dat het in de discontinue modus werkt en heeft geen synchrone rectificatie (dwz alleen een diode). Als de schakelaar wordt bediend met een vaste inschakelduur (d.w.z. geen feedback), wordt er een vaste hoeveelheid energie in de inductor gestoken elke keer dat deze wordt gesloten. De hoeveelheid energie hangt alleen af van de ingangsspanning, de inductantie en de inschakeltijd. Die energie wordt in de belasting gedumpt wanneer de schakelaar wordt geopend.
Constante energie per cyclus × constant aantal cycli per seconde = constante energie per seconde = constant vermogen.
Ongeacht de weerstand van de belasting, zullen de spannings- en stroomniveaus zichzelf aanpassen om overeen te komen met die waarde van het vermogen.
In termen van praktische limieten, als de output van deze voeding kortgesloten, dan wordt de stroom beperkt door de weerstand van de interne componenten (de inductor en diode). Als de uitgang open wordt gelaten, wordt de spanning beperkt door de verdeelde capaciteit van de componenten — de inductor zal “rinkelen” met een hoge spanning op de zelfresonerende frequentie.
Reacties
- Het omgekeerde hiervan wordt algemeen gebruikt als ” maximum power point tracker ” voor zonnecellen: varieer voor een gegeven uitgangsspanning het ingangsspanning / stroompunt voor maximale vermogensoverdracht van de cellen.
- @ pjc50: Ja, een switchmode-omzetter kan worden gebruikt als een instelbare belasting voor een zonnepaneel, en samen met geschikte spannings- en stroomsensoren, kan een feedbacklus worden geconstrueerd die MPPT uitvoert. Maar ik ‘ kan niet volgen hoe dit in zekere zin de ” reverse ” is van wat ik ‘ bedoel in mijn antwoord. Het hele punt van MPPT is dat de werkelijke waarde van het maximale vermogen varieert.
- @tuskiomi: Nee. Als je het vermogen wilt regelen, hoef je niet te kiezen voor de spanning of de stroom. De belastingsweerstand stelt beide waarden in: \ $ V = \ sqrt {P \ cdot R} \ $ en \ $ I = \ sqrt {\ frac {P} {R}} \ $
- @ tuskiomi: Ah, in dat geval, ja, er is een formule. De ingangsenergie per schakelcyclus \ $ E = \ frac {1} {2} I_ {peak} ^ 2 \ cdot L \ $. De piekstroom is een functie van de aan-tijd, de inductantie en de ingangsspanning: \ $ I_ {peak} = \ frac {V_ {in} t_ {on}} {L} \ $. Het vermogen is gewoon de energie per cyclus vermenigvuldigd met de schakelfrequentie: \ $ P = E \ cdot f_ {SW} \ $. Je kunt deze vergelijkingen combineren om een algemene vergelijking voor macht te krijgen.
- Dit is niet 100% correct vanwege een veel voorkomende misvatting. Het uitgangsvermogen van dit circuit is afhankelijk van de uitgangsspanning. De piekstroom van de inductor is Vt / L, maar de geleverde energie is niet slechts 1 / 2.LI ^ 2 – extra energie wordt geleverd door VIN tijdens de ontlading van de inductor. De ontladingstijd is Toff = L.Ipeak / (VOUT -VIN), en de energie die aan de output wordt geleverd is Vout.Ipeak.Toff / 2
Answer
Ja, maar meer praktisch worden deze apparaten elektronische belastingen genoemd. Ze kunnen worden ingesteld om een constante stroom of een constant VERMOGEN uit een voeding te halen. Ze zijn handig voor het testen van de stroomvoorziening, het testen van batterijen en het testen op zonne-energie.
Constante voedingen zijn minder gebruikelijk, maar een praktische toepassing is om een LCD-scherm dat buiten in de kou wordt gebruikt, warm genoeg te houden zodat bewegende beelden worden niet uitgesmeerd.Het verwarmingselement van het LCD-scherm is een dunne plaat van doorschijnend materiaal genaamd indiumtinoxide. Of er kan een dunne draad in het LCD-scherm zitten. In beide gevallen varieert de weerstand van de verwarmer aanzienlijk met de temperatuur. Als je de kachel met een constante stroom of constante spanning zou voeden, zou het vermogen een sterke functie zijn van de omgevingstemperatuur.
We willen echter een relatief constant vermogen hebben, dus er wordt een constante stroomvoorziening gebruikt.
Antwoord
Een echte “constante stroom” -toevoer zou een oneindige stroom kortsluiten en een oneindige spanning produceren over een open- circuit; in de praktijk zal elke voeding een limiet hebben voor de spanning en stroom die hij zal produceren, ongeacht het uitgangsvermogen.
Tussen deze limieten zullen veel schakelende voedingen in het bereik van 60 watt zich in feite zeer gedragen net als constante voedingen wanneer de stroom hoog genoeg is dat ze bij volledige spanning meer vermogen moeten leveren dan ze kunnen, maar laag genoeg om geen stroombeperkend circuit te activeren. Voor zover ik kan zien, is het gebruikelijk dat een familie van voedingen met verschillende voltages dezelfde maximale stroom heeft en alleen verschillen in de maximale spanning die ze zullen produceren. Als je een log-log-plot maakt van de uitgangsspanning versus -stroomcurves, delen de voedingen in een familie dezelfde diagonale lijn voor uitgangsvermogen en delen dezelfde verticale lijn voor maximale stroom; het enige verschil is de hoogte van een horizontale lijn die de maximale spanning beperkt.
Merk op dat men de databladen moet controleren van elk materiaal dat men op een dergelijke manier zou willen gebruiken, om er zeker van te zijn dat duidelijk is welke aspecten van de bediening wel of niet gespecificeerd zijn.
Antwoord
=“ Is er een constante stroombron
Ja, dit is mogelijk om doen. Ik heb het jaren geleden al eens gedaan als demonstratie. Spanning en stroom kunnen direct worden gemeten en direct worden geregeld met analoge elektronica, dus de respons kan goed zijn. Er is geen goede manier om direct stuurvermogen, noch om vermogen te meten.
Vermogen is het product van spanning en stroom, dus een manier is om die twee te meten en vervolgens een vermenigvuldiging uit te voeren om een signaal te krijgen dat evenredig is met het vermogen. Dit is moeilijk bij analoge elektronica. Toen ik dit lang geleden deed, gebruikte ik een digitale processor om het vermogen te berekenen op basis van gemeten spanning en stroom, en vervolgens de uitvoer dienovereenkomstig op en neer aan te passen. Dit was lang geleden en ik gebruikte een desktopcomputer via een IEEE-488-interface om de elektronica te besturen. Het deed ongeveer 10 lus-iteraties per seconde, wat genoeg was om te demonstreren wat ik wilde demonstreren.
Tegenwoordig worden schakelende voedingen routinematig aangestuurd door kleine ingebouwde processors die spanning en soms stroom meten bij elke schakeling. puls. Digitale vermenigvuldigingen kunnen zo kort zijn als enkele cycli, dus vermogensregeling met gesloten lus is tegenwoordig veel beter haalbaar. Hier heeft echter weinig nut voor. Ik heb een aantal schakelende voedingen met constante spanning en een paar schakelende voedingen met constante stroom ontworpen, maar nooit een voeding met constante stroom. Dat is niet omdat het vandaag niet redelijkerwijs kan, maar omdat ik het niet heb gedaan kom je er geen gebruik van tegen.
=“ dat wil zeggen, een apparaat waarvan de output nooit varieert?
Dit is een onzinnige vraag. Welke output ? Spanning? Stroom? Vermogen? Iets anders? We doen hier engineering, niet met de hand zwaaien.
Er lijkt ook enige verwarring te bestaan over wat een vermogen levering kan en kan “niet controleren. Denk zelfs aan het simpele geval waarin de belasting (wat is aangesloten op de voeding buiten de controle van de voeding) elke weerstand kan zijn. De spanning, stroom en weerstand zijn gerelateerd aan de wet van Ohm:
Current = Voltage / Resistance
of in gewone eenheden:
A = V / Ω
Merk op dat er slechts twee vrijheidsgraden zijn in deze relatie. Als je er twee definieert, is er geen keuze meer over de derde. Omdat de belasting altijd één vrijheidsgraad krijgt, krijgt de voeding ook maar één vrijheidsgraad.
Je kunt de volgorde wijzigen dit op verschillende manieren. Voor een constante spanningstoevoer kiest de voeding de spanning, de belasting kiest de weerstand en komt de stroom naar buiten waar hij uitkomt. Of de belasting kiest de stroom en de schijnbare weerstand die de voeding ziet, komt uit op wat het komt uit op.
Vermogen is spanning maal stroom. Met deze wet en de Ohm-wet kun je:
Power = Voltage 2 / weerstand
Nogmaals, slechts twee vrijheidsgraden. Als de voeding het vermogen regelt en de belasting kiest de weerstand, dan komt de spanning eruit waar het uitkomt.
Je kunt de basisfysica niet bedriegen.
Opmerkingen
- Helemaal mee eens. Hoe kunnen we een constante stroomvoorziening construeren als de belasting lineair of niet-lineair kan zijn? De belasting kan variëren Tenzij het model van de belasting bekend is, is het moeilijk om het te maken.
- Oh sorry, mis formulering. Ik bedoelde dat het uitgangsvermogen nooit varieert.
Antwoord
Een spanningsbron is eenvoudig genoeg, behalve als je denkt aan korte circuits – oneindige stroom wordt genomen en daarom bestaan spanningsbronnen in de meest strikte zin niet.
Huidige bronnen hebben hetzelfde probleem op een open circuit – hoe kan stroom in de ruimte worden gepompt zonder de stroombron die oneindige spanningen uitoefent om een constante stroom te forceren.
Stroombronnen zijn gemaakt van spannings- en stroombronnen en kunnen op papier bestaan, maar voldoen, net als echte stroom- en spanningsbronnen, niet aan de theoretische verwachtingen .
Answer
Een flyback-spanningsomvormer met vaste oscillatiefrequentie en vaste inschakelduur zal constant vermogen produceren zolang de belasting niet “t variëren te snel.
Wanneer de belasting in de loop van de tijd varieert, voorkomt het uitgangsfilter dat de converter het geleverde vermogen snel aanpast, wat al dan niet een probleem kan zijn. lem in jouw geval.
Answer
Er zijn in de handel verkrijgbare voedingen die een constante energiemodus hebben. Een voorbeeld is de Sorensen SG-serie.
Answer
Er is een andere manier om een geschatte constante stroombron te produceren, wat handig is als uw lading verandert met de temperatuur. Als je een voorweerstand plaatst met dezelfde waarde als de belasting, wordt het vermogen gelijkmatig verdeeld. Een manier om ernaar te kijken is dat als de serieweerstand nul is, de belasting wordt aangedreven door een constante spanning. Als de serieweerstand oneindig is, wordt de belasting aangedreven door constante stroom. dP / dR = 0 als Rs = Rl. Dit is natuurlijk geen milieuvriendelijke manier om het te doen. Roger Williamson
Antwoord
een andere toepassing voor een constante stroombron met laag vermogen zou kunnen zijn het meten van de gasstroom met een enkele nichrome draad. Duw constant vermogen door de draad; er wordt een constante hoeveelheid warmte gegenereerd, de draad warmt op en de draadweerstand neemt toe. U kunt de draadweerstand berekenen op basis van spanning / stroom en zo de draadtemperatuur kennen. In stilstaand gas kan de temperatuurwinst boven de omgevingstemperatuur zo worden bepaald.
gas dat langs de draad stroomt, verwijdert warmte van de draad met een hogere snelheid dan bij nulsnelheid, en de hoeveelheid warmteverlies is evenredig met de gassnelheid .
Opmerkingen
- Dit lijkt ‘ t niet echt de oorspronkelijke vraag te beantwoorden, namelijk of zon apparaat bestaat eerder dan mogelijke toepassingen.
Antwoord
Praktische constante VA-voedingen. Hoe zit het met high-end lassers. Typisch zijn lassers ofwel Constant I (stick) of constant V (mig). Met high-end lassers kunt u de VA-helling aanpassen. Ze zijn niet perfect, maar laten wel een instelbereik toe ergens tussen constante I en constante V.Met een negatieve VA-helling is de stroomtoevoer naar het lasbad constant, onafhankelijk van de booglengte en hoeft de operator alleen de lassnelheid te regelen – wat zijn werk maakt gemakkelijker.
Geef een reactie