چگونه پاسخ گذرا یک رگولاتور سوئیچینگ را اندازه گیری کنیم؟

برای درک پایداری یک رگولاتور سوئیچینگ، اغلب نیاز به اندازه گیری پاسخ گذرای بار آن داریم. بنابراین، یادگیری نحوه اندازه گیری پاسخ گذرا برای مهندسین در زمینه الکترونیک ضروری است. 

در این سهم، تعریف پاسخ گذرا بار، نکات کلیدی اصلی در اندازه‌گیری، نحوه اندازه‌گیری پاسخ گذرا با FRA و یک مثال واقعی از اندازه‌گیری و تنظیم پاسخ گذرا بار یک تنظیم‌کننده سوئیچینگ را توضیح می‌دهیم. اگر نحوه اندازه‌گیری پاسخ گذرا را روشن نمی‌دانید، می‌توانید از طریق این اشتراک روش را به دست آورید. بیایید به خواندن ادامه دهیم!

اشتراک گذاری مراقبت است!

محتوا

● پاسخ گذرا بار چیست؟

● 5 نکته کلیدی در ارزیابی پاسخ گذرا

● چگونه پاسخ گذرا را ارزیابی کنیم؟

● نمونه ای از تنظیم پاسخ گذرا

● پاسخ به برخی سوالات مهم

● نتیجه

پاسخ گذرا بار چیست؟

پاسخ گذرا بار مشخصه پاسخ به نوسان بار ناگهانی است، یعنی زمان بازگشت ولتاژ خروجی به مقدار از پیش تعیین شده پس از کاهش یا افزایش، و شکل موج ولتاژ خروجی. این یک پارامتر ضروری است زیرا به پایداری ولتاژ خروجی با توجه به جریان بار مربوط می شود.

برخلاف تنظیم بار، درست همانطور که از نام آن بر یک مشخصه حالت گذرا دلالت دارد. پدیده های واقعی با استفاده از نمودارهای زیر توضیح داده شده اند.

در مورد نمودار باید به نکاتی توجه کرد:

● در شکل موج های نمودار سمت چپ، جریان بار (شکل موج پایین) به سرعت از صفر با زمان افزایش (tr) 1 میکرو ثانیه افزایش می یابد. 

● از طرف دیگر، ولتاژ خروجی (شکل موج بالایی) به طور لحظه ای کاهش می یابد، و پس از آن به سرعت افزایش می یابد، کمی از ولتاژ حالت پایدار فراتر می رود، سپس دوباره به حالت پایدار کاهش می یابد. 

● هنگامی که جریان بار به طور ناگهانی کاهش می یابد، می بینیم که عکس العمل عکس رخ می دهد.

برای توضیح چیزها به روشی کمتر رسمی:

● هنگامی که بار افزایش می یابد، ناگهان جریان بیشتری مورد نیاز است و جریان خروجی به اندازه کافی سریع تامین نمی شود، بنابراین ولتاژ کاهش می یابد. 

● در این عملیات حداکثر جریان خروجی برای چند سیکل تامین می شود تا ولتاژ افت شده به مقدار از پیش تعیین شده خود برگردد، اما مقداری بیش از حد تامین می شود و ولتاژ کمی بالاتر می رود و بنابراین جریان تغذیه شده کاهش می یابد. به طوری که به مقدار از پیش تعیین شده برسد. 

این را باید به عنوان یک توصیف درک کرد پاسخ گذرا طبیعی. در صورت وجود عوامل و ناهنجاری های دیگر، علاوه بر این، پدیده های دیگری نیز لحاظ می شود.

در یک پاسخ گذرا بار ایده آل، پاسخ به نوسان در جریان بار در چند سیکل سوئیچینگ (مدت زمان کوتاه) وجود دارد و افت ولتاژ خروجی (افزایش) به حداقل می رسد و در حداقل مقدار به تنظیم باز می گردد. زمان. 

یعنی وقوع یک ولتاژ گذرا مانند نوک در نمودار در مدت زمان بسیار کوتاهی رخ می دهد. نمودار مرکزی برای زمان افزایش/افت جریان بار 10 میکرو ثانیه است و نمودار سمت راست برای 100 میکرو ثانیه است. اینها نمونه‌هایی هستند که در آن نوسانات ملایم‌تر در جریان بار منجر به بهبود پاسخ پس از آن، با نوسانات ولتاژ خروجی کم می‌شود. با این حال، در واقع تنظیم رفتار گذرا جریان بار در مدار دشوار است.

ما ویژگی‌های پاسخ گذرا یک منبع تغذیه را توضیح داده‌ایم، اما می‌توان آنها را اساساً مشابه ویژگی‌های فرکانس تقویت‌کننده عملکرد (حاشیه فاز و فرکانس متقاطع) در نظر گرفت. اگر مشخصه فرکانس حلقه کنترل منبع تغذیه مناسب و پایدار باشد، می توان نوسانات گذرا ولتاژ خروجی را به حداقل رساند.

ویژگی های پاسخ گذرا

5 نکته کلیدی در ارزیابی پاسخ گذرا

نکات مهمی که هنگام ارزیابی پاسخ گذرا منبع تغذیه باید به خاطر بسپارید در زیر خلاصه شده است.

● تنظیم و سرعت پاسخ خروجی به نوسانات ناگهانی در جریان بار، مانند هنگام انتقال به حالت بیدار شدن از حالت آماده به کار را بررسی کنید.

● هنگامی که مشخصه پاسخ فرکانس باید تنظیم شود، از پین ITH برای تنظیم استفاده کنید.

● حاشیه فاز و فرکانس متقاطع را می توان از شکل موج مشاهده شده استنباط کرد، اما با استفاده از تحلیلگر پاسخ فرکانسی (FRA) راحت است.

● تعیین کنید که آیا یک پاسخ به دلیل اشباع سلف، یک تابع محدودکننده جریان و غیره، عملکرد عادی است یا غیر طبیعی است.

● هنگامی که مشخصه پاسخ مورد نیاز را نمی توان بدست آورد، یک روش کنترل یا فرکانس جداگانه، تنظیم یک ثابت خارجی و غیره، باید مطالعه شود.

چگونه پاسخ گذرا را ارزیابی کنیم؟

یک روش ارزیابی خاص توضیح داده شده است. 

● هنگامی که آزمایش ها انجام می شود، یک مدار یا دستگاهی که جریان بار آن می تواند فوراً سوئیچ شود برای ارزیابی به خروجی مدار منبع تغذیه متصل می شود، و می توان از یک اسیلوسکوپ مفید برای ارزیابی استفاده کرد برای مشاهده ولتاژ خروجی و جریان خروجی. 

● اگر قرار باشد پاسخ تجهیزات واقعی تایید شود، برای مثال حالتی ایجاد می شود که در آن یک CPU یا موارد مشابه از حالت آماده به کار به عملکرد کامل تبدیل می شود و خروجی به طور مشابه مشاهده می شود.

نکات مهم در انجام ارزیابی ها در بالا توضیح داده شد. حاشیه فاز و فرکانس متقاطع را همیشه می توان از شکل موج مشاهده شده استنباط کرد، اما این نسبتاً مشکل ساز است. 

اخیراً یک دستگاه اندازه گیری به نام تحلیلگر پاسخ فرکانسی (FRA) به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است و می توان از آن برای اندازه گیری حاشیه فاز و ویژگی های فرکانس مدارهای منبع تغذیه بسیار ساده استفاده کرد. استفاده از FRA می تواند بسیار موثر باشد.

هنگامی که در عمل واقعی، دستگاه بار مناسبی که قادر به روشن و خاموش شدن آنی جریان زیاد باشد وجود نداشته باشد که بتوان از آن در آزمایشات استفاده کرد، می توان از مدار ساده ای مانند مدار سمت راست که در آن یک ماسفت سوئیچ می شود استفاده کرد. البته tr و tf باید مشخص شود.

مثالی از تنظیم گذرا

برخی از آی سی های تنظیم کننده سوئیچینگ دارای یک پین برای تنظیم مشخصات پاسخ هستند. در بسیاری از موارد ITH نامیده می شود. در یک مدار کاربردی که در برگه داده برای آی سی نشان داده شده است، مقادیر کم و بیش معقول و پیکربندی یک خازن و مقاومت برای اتصال به پین ​​ITH در آن شرایط ارائه شده است. در اصل، این به عنوان نقطه شروع در نظر گرفته می شود، و تنظیمات به گونه ای انجام می شود که الزامات ساخته شده از مداری که در واقع ساخته شده است، برآورده شود. احتمالاً بهتر است با ثابت نگه داشتن خازن و تغییر مقدار مقاومت شروع کنید.

شکل موج اسیلوسکوپ و نمودارهای تجزیه و تحلیل مشخصه فرکانس به دست آمده با استفاده از FRA در زیر آمده است، که نحوه تغییر مشخصه پاسخ گذرا بار BD9A300MUV مورد استفاده در این مثال ها را نشان می دهد، زمانی که ظرفیت خازن در پایه ITH ثابت است و مقدار مقاومت ثابت است. تنظیم شده.

① R3=9.1 kΩ、C6＝2700 pF (در اصل یک پاسخ و مشخصه فرکانس مناسب با استفاده از مقادیر توصیه شده به دست می‌آید)

② R3=3 kΩ、C6＝2700 pF

※ با کاهش مقدار مقاومت R3، باند باریک شد و پاسخ بار بدتر شد. هیچ مشکلی در عملکرد خود وجود ندارد، اما حاشیه فاز بسیار زیاد است.

③ R3=27 kΩ、C6＝2700 pF

※ با افزایش مقاومت R3، باند گسترش می یابد و پاسخ بار بهبود می یابد، اما زنگ در هنگام نوسان ولتاژ (بخش شکل موج بزرگ شده) رخ می دهد.

حاشیه فاز کوچک است و بسته به پراکندگی، نوسان غیر طبیعی ممکن است رخ دهد.

④ R3=43 kΩ、C6＝2700 pF

※ هنگامی که مقدار مقاومت R3 بیشتر افزایش می یابد، نوسان غیر طبیعی رخ می دهد.

موارد فوق نمونه هایی از تنظیم مشخصه پاسخ با استفاده از پین ITH هستند. در اصل، گذرای ولتاژ که در ولتاژ خروجی رخ می دهد را نمی توان به طور کامل حذف کرد، و بنابراین تنظیمات به گونه ای انجام می شود که پاسخ مشکلی برای عملکرد مداری که با جریان تامین می شود ایجاد نکند.

پرسش و پاسخهای متداول

1. س: مزیت رگولاتور سوئیچینگ چیست؟ 

پاسخ: رگولاتورهای سوئیچینگ کارآمد هستند زیرا عناصر سری یا به طور کامل روشن یا خاموش هستند، بنابراین به سختی برق را از بین می برند. برخلاف رگولاتورهای خطی، رگولاتورهای سوئیچینگ می توانند ولتاژهای خروجی بالاتر از ولتاژ ورودی یا با قطبیت مخالف تولید کنند.

2. س: سه نوع رگولاتور سوئیچینگ چیست؟ 

ج: رگولاتورهای سوئیچینگ به سه نوع رگولاتورهای پله بالا، کاهنده و اینورتر تقسیم می شوند.

3. س: رگولاتورهای سوئیچینگ کجا استفاده می شوند؟ 

A: رگولاتورهای سوئیچینگ برای محافظت در مقابل ولتاژ بیش از حد مجاز، تلفن های قابل حمل، پلتفرم های بازی های ویدیویی، ربات ها، دوربین های دیجیتال و رایانه ها. رگولاتورهای سوئیچینگ مدارهای پیچیده ای هستند، بنابراین در بین آماتورها چندان محبوب نیستند.

4. س: چگونه یک تنظیم کننده سوئیچینگ را انتخاب کنم؟

A: عواملی که باید در هنگام انتخاب تنظیم کننده سوئیچینگ در نظر گرفته شوند:

● محدوده ولتاژ ورودی. این به محدوده مجاز ولتاژ ورودی پشتیبانی شده توسط آی سی اشاره دارد.

● محدوده ولتاژ خروجی. رگولاتورهای سوئیچینگ معمولا دارای خروجی های متغیر هستند

● جریان خروجی

● محدوده دمای عملیاتی

● سر و صدا

● کارایی

● تنظیم بار

● بسته بندی و ابعاد.

نتیجه

در این اشتراک، تعریف پاسخ گذرا بار، نحوه اندازه گیری آن را می دانیم و مثال واقعی را یاد می گیریم. این مهارت می تواند به طور موثر به شما کمک کند تا مشکلات پایداری بار مانند تنظیم کننده سوئیچینگ را تشخیص دهید و از خطرات ایمنی مدار جلوگیری کنید. اکنون سعی کنید پاسخ گذرا را اندازه گیری کنید! آیا درباره اندازه گیری پاسخ گذرا بیشتر می خواهید؟ نظرات خود را در زیر بنویسید و ایده های خود را به ما بگویید! اگر فکر می کنید این اشتراک گذاری برای شما مفید است، فراموش نکنید که این صفحه را به اشتراک بگذارید!

همچنین خواندن

● چگونه مدارهای Crowbar Overvoltage Thyristor SCR از منابع تغذیه در برابر اضافه ولتاژ محافظت می کند؟

● راهنمای نهایی برای دیودهای زنر در سال 2021

● یک راهنمای کامل برای تنظیم کننده LDO در سال 2021

● چیزهایی که نباید درباره متای فیسبوک و متاورس از دست بدهید

ترک یک پیام 

فهرست پیام