Kako izmjeriti prolaznu reakciju prekidača?

Kako bismo razumjeli stabilnost sklopnog regulatora, često moramo izmjeriti njegov prolazni odziv opterećenja. Stoga je učenje mjerenja prolaznog odziva ključno za inženjere u području elektronike. 

U ovom dijelu objasnili bismo definiciju prijelaznog odziva opterećenja, glavne ključne točke u mjerenju, kako mjeriti prijelazni odziv s FRA-om, te stvarni primjer mjerenja i podešavanja prijelaznog odziva opterećenja prekidača regulatora. Ako vam nije jasno kako izmjeriti prolazni odgovor, možete se upoznati s metodom putem ovog dijeljenja. Nastavimo čitati!

Dijeliti je voditi brigu!

Sadržaj

● Što je prolazni odgovor opterećenja?

● 5 ključnih točaka u ocjenjivanju prolaznog odgovora

● Kako procijeniti prolazni odgovor?

● Primjer podešavanja prolaznog odziva

● FAQ

● Zaključak

Što je prolazni odgovor opterećenja?

Prijelazni odziv opterećenja je karakteristika odgovora na iznenadnu fluktuaciju opterećenja, odnosno vrijeme dok se izlazni napon ne vrati na unaprijed postavljenu vrijednost nakon pada ili porasta, te valni oblik izlaznog napona. To je bitan parametar jer se odnosi na stabilnost izlaznog napona u odnosu na struju opterećenja.

Za razliku od regulacije opterećenja, ona je, baš kao što naziv implicira karakteristiku prolaznog stanja. Stvarni fenomeni su objašnjeni pomoću sljedećih grafikona.

Treba primijetiti neke točke u vezi s grafikonom:

● U valnim oblicima grafikona s lijeve strane, struja opterećenja (donji valni oblik) brzo raste od nule, s vremenom porasta (tr) od 1 µsec. 

● S druge strane, izlazni napon (gornji valni oblik) trenutno opada, a nakon toga brzo raste, malo premašujući stacionarni napon, a zatim ponovno pada u stabilno stanje. 

● Kada struja opterećenja naglo padne, vidimo da se događa suprotna reakcija.

Da objasnim stvari na nešto manje formalan način:

● Kada se opterećenje poveća, odjednom je potrebna veća struja, a izlazna struja se ne dovodi dovoljno brzo, pa napon opada. 

● U ovoj operaciji, maksimalna izlazna struja se dovodi u nekoliko ciklusa kako bi se ispušteni napon vratio na zadanu vrijednost, ali se isporučuje malo previše i napon raste malo više, pa se dovedena struja smanjuje tako da se postigne unaprijed postavljena vrijednost. 

Ovo treba shvatiti kao opis normalan prolazni odgovor. Kada postoje drugi čimbenici i abnormalnosti, osim ovoga su uključeni i drugi fenomeni.

U idealnom prijelaznom odzivu opterećenja postoji odgovor na fluktuaciju struje opterećenja tijekom nekoliko ciklusa prebacivanja (kratko vremensko razdoblje), a pad izlaznog napona (rast) je sveden na minimum i vraća se u regulaciju u minimalnoj količini od vrijeme. 

Odnosno, pojava prolaznog napona poput šiljaka na grafikonu događa se tijekom iznimno kratkog vremena. Središnji grafikon je za vrijeme porasta/pada struje opterećenja od 10 µsec, a graf s desne strane je za 100 µsec. Ovo su primjeri u kojima blaže fluktuacije struje opterećenja rezultiraju boljim praćenjem odziva, uz malu fluktuaciju izlaznog napona. Međutim, u stvarnosti je teško prilagoditi prolazno ponašanje struje opterećenja u krugu.

Opisali smo karakteristike prijelaznog odziva napajanja, ali se one mogu smatrati u osnovi istim kao i frekvencijske karakteristike operacijskog pojačala (fazna margina i frekvencija skretnice). Ako je frekvencijska karakteristika upravljačke petlje napajanja prikladna i stabilna, tada se prolazne fluktuacije izlaznog napona mogu svesti na minimum.

Karakteristike prolaznog odziva

5 ključnih točaka u ocjenjivanju prolaznog odgovora

Važne točke koje treba zapamtiti prilikom procjene prolaznog odziva napajanja su sažete u nastavku.

● Provjerite regulaciju i brzinu odziva izlaza na iznenadne fluktuacije struje opterećenja, kao što je pri prelasku na buđenje iz stanja pripravnosti.

● Kada se karakteristika frekvencijskog odziva mora podesiti, upotrijebite ITH pin za podešavanje.

● Fazna margina i frekvencija skretnice mogu se zaključiti iz promatranog valnog oblika, ali pomoću analizatora frekvencijskog odziva (FRA) je zgodno.

● Odredite je li odziv odgovor normalnog rada ili je nenormalan zbog zasićenja induktora, funkcije ograničavanja struje itd.

● Kada se ne može dobiti tražena karakteristika odziva, treba proučiti zasebnu metodu upravljanja ili frekvenciju, postavljanje vanjske konstante itd.

Kako procijeniti prolazni odgovor?

Objašnjena je posebna metoda evaluacije. 

● Kada se izvode eksperimenti, krug ili uređaj čija se struja opterećenja može trenutno uključiti spojen je na izlaz strujnog kruga radi procjene, i može se koristiti koristan osciloskop za procjenu za promatranje izlaznog napona i izlazne struje. 

● Ako treba potvrditi odgovor stvarne opreme, na primjer se stvara stanje u kojem CPU ili slično prelazi iz stanja pripravnosti u potpuni rad, a izlaz se promatra na sličan način.

Važne točke u izvođenju evaluacija opisane su gore; margina faze i frekvencija skretnice uvijek se mogu zaključiti iz promatranog valnog oblika, ali to je prilično problematično. 

Nedavno je u prilično široku upotrebu ušao mjerni uređaj pod nazivom analizator frekvencijskog odziva (FRA), koji se može koristiti za mjerenje faznih margina i frekvencijskih karakteristika iznimno jednostavnih strujnih krugova. Korištenje FRA može biti vrlo učinkovito.。

Kada, u stvarnoj praksi, ne postoji odgovarajući uređaj za opterećenje sposoban trenutnog uključivanja i isključivanja velike struje koji se može koristiti u eksperimentima, može se koristiti jednostavan krug poput onog s desne strane u kojem se MOSFET uključuje. Naravno tr i tf se moraju odrediti.

Primjer podešavanja prijelaza

Neki sklopni regulatori IC-a imaju pin za podešavanje karakteristika odziva; u mnogim slučajevima naziva se ITH. U aplikacijskom krugu navedenom u podatkovnoj tablici za IC, prikazane su više ili manje razumne vrijednosti komponenti i konfiguracija za kondenzator i otpornik koji se spajaju na ITH pin pod tim uvjetima. U biti, ovo se uzima kao početna točka, a prilagodbe se vrše tako da se zadovolje zahtjevi sklopa koji je stvarno proizveden. Vjerojatno je najbolje započeti držanjem kondenzatora fiksnim i mijenjanjem vrijednosti otpora.

Ispod su valni oblici osciloskopa i grafikoni analize frekvencijskih karakteristika dobiveni korištenjem FRA, koji pokazuju način promjene karakteristike prijelaznog odziva opterećenja za BD9A300MUV korišten u ovim primjerima kada je kapacitet kondenzatora na ITH pinu fiksiran, a vrijednost otpora je prilagođen.

① R3=9.1 kΩ、C6＝2700 pF (U suštini odgovarajući odziv i frekvencijska karakteristika dobivaju se korištenjem preporučenih vrijednosti)

② R3=3 kΩ、C6＝2700 pF

※ Nakon snižavanja vrijednosti otpora R3 pojas je sužen, a odziv opterećenja je pogoršan. Nema problema sa samim radom, ali postoji prevelika margina faze.

③ R3=27 kΩ、C6＝2700 pF

※ Povećanjem otpora R3, pojas se širi i odziv opterećenja je poboljšan, ali se javlja zvonjenje pri fluktuaciji napona (povećani dio valnog oblika).

Fazna margina je mala, a ovisno o raspršenju može doći do abnormalnih oscilacija.

④ R3=43 kΩ、C6＝2700 pF

※ Kada se vrijednost otpora R3 dodatno poveća, dolazi do abnormalnih oscilacija.

Gore navedeni primjeri podešavanja karakteristike odziva pomoću ITH pina. U suštini, naponski prijelazni procesi koji se javljaju u izlaznom naponu ne može se potpuno eliminirati, pa se prilagodbe vrše tako da odziv ne predstavlja probleme za rad strujnog kruga.

Često postavljana pitanja

1. P: Koja je prednost preklopnog regulatora? 

O: Preklopni regulatori su učinkoviti jer su serijski elementi ili potpuno uključeni ili isključeni, tako da gotovo ne rasipaju snagu. Za razliku od linearnih regulatora, prekidački regulatori mogu proizvesti izlazne napone veće od ulaznog napona ili suprotnog polariteta.

2. P: Koje su tri vrste preklopnih regulatora? 

O: Preklopni regulatori su podijeljeni u tri tipa: pojačani, opadajući i inverterski regulatori.

3. P: Gdje se koriste preklopni regulatori? 

O: Uklopni regulatori se koriste za zaštita od prenapona, prijenosni telefoni, platforme za video igre, roboti, digitalne kamere i računala. Preklopni regulatori su složeni krugovi, pa nisu jako popularni kod amatera.

4. P: Kako da odaberem prekidački regulator?

O: Čimbenici koje treba uzeti u obzir pri odabiru sklopnog regulatora:

● Raspon ulaznog napona. To se odnosi na dopušteni raspon ulaznog napona koji podržava IC.

● Raspon izlaznog napona. Preklopni regulatori obično imaju varijabilne izlaze

● Izlazna struja

● Raspon radne temperature

● Buka

● Učinkovitost

● Regulacija opterećenja

● Pakiranje i dimenzije.

Zaključak

U ovom dijelu znamo definiciju prijelaznog odziva opterećenja, kako ga izmjeriti i učimo stvarni primjer. Ova vještina vam može učinkovito pomoći da otkrijete probleme stabilnosti opterećenja kao što je prekidački regulator i izbjegnete sigurnosne rizike kruga. Pokušajte sada izmjeriti prolaznu reakciju! Želite li više o mjerenju prolaznog odziva? Ostavite svoje komentare ispod i recite nam svoje ideje! Ako mislite da vam je ovo dijeljenje od pomoći, ne zaboravite podijeliti ovu stranicu!

također pročitajte

● Kako SCR tiristorski prenaponski sklopovi s polugom štite napajanje od prenapona?

● Ultimativni vodič za Zener diode u 2021

● Potpuni vodič kroz LDO regulator u 2021

● Stvari koje ne smijete propustiti o Facebook Meta i Metaverse

Ostavite poruku 

Lista Poruka