Щоб зрозуміти стабільність перемикаючого регулятора, нам часто потрібно виміряти його перехідну характеристику навантаження. Тому для інженерів у галузі електроніки важливо навчитися вимірювати перехідну характеристику.

У цій частині ми пояснимо визначення перехідної характеристики навантаження, основні ключові моменти вимірювання, як виміряти перехідну характеристику за допомогою FRA, а також фактичний приклад вимірювання та налаштування перехідної характеристики навантаження перемикаючого регулятора. Якщо вам незрозуміло, як виміряти перехідну характеристику, ви можете опанувати метод за допомогою цього спільного ресурсу. Продовжуємо читати!

Спільний доступ - це турбота!

зміст

● Що таке перехідна характеристика навантаження?

● 5 ключових моментів при оцінці реакції на перехідні процеси

● Як оцінити перехідну відповідь?

● Приклад налаштування перехідної реакції

● FAQ

● Висновок

Що таке перехідна характеристика навантаження?

Перехідна характеристика навантаження - це характеристика реакції на раптове коливання навантаження, тобто час, поки вихідна напруга не повернеться до попередньо встановленого значення після падіння або підвищення, а також форма сигналу вихідної напруги. Це важливий параметр, оскільки він відноситься до стабільності вихідної напруги по відношенню до струму навантаження.

На відміну від регулювання навантаження, це так само, як назва передбачає характеристику перехідного стану. Фактичні явища пояснюються за допомогою наступних графіків.

Є деякі моменти, на які варто звернути увагу щодо графіка:

● У формах сигналів графіка зліва струм навантаження (нижня форма сигналу) швидко зростає від нуля з часом наростання (tr) 1 мкс.

● З іншого боку, вихідна напруга (верхня форма сигналу) на мить падає, а потім швидко зростає, трохи перевищуючи стійку напругу, а потім знову падає до стабільного стану.

● Коли струм навантаження раптово падає, ми бачимо, що відбувається протилежна реакція.

Щоб пояснити речі дещо менш формально:

● Коли навантаження збільшується, раптом потрібен більший струм, а вихідний струм подається недостатньо швидко, тому напруга падає.

● Під час цієї операції максимальний вихідний струм подається протягом кількох циклів, щоб повернути спадну напругу до попередньо встановленого значення, але подається занадто багато, і напруга підвищується трохи вище, і таким чином подається струм зменшується. щоб було досягнуто заданого значення.

Це слід розуміти як опис нормальна перехідна реакція. Коли є інші фактори та відхилення, крім цього включаються й інші явища.

В ідеальній перехідній реакції навантаження існує реакція на коливання струму навантаження протягом кількох циклів перемикання (короткий період часу), а падіння вихідної напруги (підвищення) зводиться до мінімуму і повертається до регулювання за мінімальною кількістю час.

Тобто поява перехідної напруги, як скачки на графіку, відбувається за надзвичайно короткий час. Центральний графік показує час зростання/спадання струму навантаження 10 мкс, а графік праворуч – 100 мкс. Це приклади, в яких більш м’які коливання струму навантаження призводять до покращення відповіді, з невеликими коливаннями вихідної напруги. Однак насправді важко регулювати перехідну поведінку струму навантаження в ланцюзі.

Ми описали характеристики перехідних характеристик джерела живлення, але їх можна вважати такими ж, як і частотні характеристики операційного підсилювача (запас по фазі та частота кросовера). Якщо частотна характеристика контуру керування джерелом живлення є відповідною і стабільною, то перехідні коливання вихідної напруги можна звести до мінімуму.

Характеристики перехідної реакції

5 ключових моментів при оцінці реакції на перехідні процеси

Нижче наведено важливі моменти, які слід пам’ятати під час оцінки перехідної характеристики джерела живлення.

● Перевірте регулювання та швидкість реакції виходу на раптові коливання струму навантаження, наприклад, при переході в режим пробудження з режиму очікування.

● Коли необхідно налаштувати характеристику частотної характеристики, скористайтеся контактом ITH для налаштування.

● Запас по фазі та частоту кросовера можна визначити із спостережуваної форми сигналу, але за допомогою аналізатора частотної характеристики (FRA) зручно.

● Визначте, чи відповідає реакція нормальної роботи, чи є ненормальною через насичення індуктивності, функцію обмеження струму тощо.

● Якщо не вдається отримати необхідну характеристику відгуку, слід вивчити окремий метод керування або частоту, встановлення зовнішньої константи тощо.

Як оцінити перехідну відповідь?

Пояснюється конкретний метод оцінки.

● Коли проводяться експерименти, ланцюг або пристрій, струм навантаження якого можна миттєво перемкнути, підключається до виходу ланцюга живлення для оцінки, і можна використовувати корисний осцилограф для оцінки спостерігати за вихідною напругою та вихідним струмом.

● Якщо відповідь фактичного обладнання має бути підтверджена, наприклад, створюється стан, у якому центральний процесор або подібне переходить із режиму очікування до повної роботи, а вихідні дані також спостерігаються.

Важливі моменти при проведенні оцінок були описані вище; запас по фазі та частоту кросовера завжди можна визначити з спостережуваної форми сигналу, але це досить проблематично.

Останнім часом досить широке застосування увійшов вимірювальний пристрій під назвою аналізатор частотної характеристики (FRA), який може використовуватися для вимірювання фазових запасів і частотних характеристик надзвичайно простих схем живлення. Використання FRA може бути дуже ефективним.。

Якщо на практиці не існує відповідного пристрою навантаження, здатного до миттєвого включення-вимкнення великого струму, який можна було б використовувати в експериментах, можна використовувати просту схему, як-от та, що справа, в якій перемикається MOSFET. Звичайно tr і tf повинні бути визначені.

Приклад налаштування перехідних процесів

Деякі мікросхеми комутаційного регулятора мають штифт для регулювання характеристик відгуку; у багатьох випадках це називається ITH. У прикладній схемі, зазначеній у техніці для IC, представлені більш-менш розумні значення компонентів і конфігурація для конденсатора та резистора, які підключаються до висновку ITH за цих умов. По суті, це береться за відправну точку, а коригування вносяться так, щоб задовольнити вимоги, що висуваються до схеми, яка фактично виготовлена. Ймовірно, найкраще почати з того, що конденсатор фіксується і змінює значення опору.

Нижче наведені форми осцилографа та графіки аналізу частотних характеристик, отримані за допомогою FRA, що показують спосіб зміни характеристики перехідного процесу навантаження BD9A300MUV, що використовується в цих прикладах, коли ємність конденсатора на виводі ITH фіксована, а значення опору дорівнює налаштований.

① R3=9.1 kΩ、C6＝2700 пФ (По суті, відповідна характеристика відгуку та частотна характеристика отримуються з використанням рекомендованих значень)

② R3=3 кОм、C6＝2700 пФ

※ При зниженні значення опору R3 смуга була звужена, а реакція на навантаження погіршилася. З самою роботою проблем немає, але є занадто великий запас по фазі.

③ R3=27 кОм、C6＝2700 пФ

※ Підвищуючи опір R3, діапазон розширюється, а реакція навантаження покращується, але дзвін виникає при коливанні напруги (збільшена частина форми сигналу).

Запас фази невеликий, і залежно від розсіювання можуть виникати аномальні коливання.

④ R3=43 кОм、C6＝2700 пФ

※ Коли значення опору R3 ще більше підвищується, виникають аномальні коливання.

Вище наведено приклади налаштування характеристики відгуку за допомогою контакту ITH. По суті, перехідні процеси напруги, що виникають у вихідній напрузі неможливо повністю усунути, і тому коригування вносяться так, щоб реакція не створювала проблем для роботи ланцюга, на який подається струм.

ЧАСТІ ЗАПИТАННЯ

1. Питання: У чому перевага комутаційного регулятора?

В: Перемикаючі регулятори ефективні, оскільки послідовні елементи або повністю увімкнені, або вимкнені, тому вони майже не розсіюють потужність. На відміну від лінійних регуляторів, імпульсні стабілізатори можуть виробляти вихідну напругу вище вхідної або протилежної полярності.

2. З: Які три типи комутаційних регуляторів?

Відповідь: Імпульсні регулятори поділяються на три типи: підвищувальний, понижуючий та інверторний регулятори.

3. З: Де використовуються комутаційні регулятори?

A: Для цього використовуються перемикаючі регулятори захист від перенапруги, портативні телефони, платформи для відеоігор, роботи, цифрові камери та комп’ютери. Перемикаючі стабілізатори – це складні схеми, тому не дуже популярні у любителів.

4. З: Як вибрати комутаційний регулятор?

Відповідь: Фактори, які слід враховувати при виборі комутаційного регулятора:

● Діапазон вхідної напруги. Це відноситься до допустимого діапазону вхідної напруги, що підтримується мікросхемою.

● Діапазон вихідної напруги. Перемикаючі регулятори зазвичай мають змінні виходи

● Вихідний струм

● Діапазон робочих температур

● Шум

● Ефективність

● Регулювання навантаження

● Упаковка та розміри.

Висновок

У цій частині ми знаємо визначення перехідної характеристики навантаження, як її виміряти, і дізнаємося фактичний приклад. Ця навичка може ефективно допомогти вам виявити проблеми зі стабільністю навантаження, як-от перемикаючий регулятор, і уникнути ризиків безпеки ланцюга. Спробуйте виміряти перехідну характеристику зараз! Хочете більше про вимірювання перехідної характеристики? Залиште свої коментарі нижче та розкажіть нам про свої ідеї! Якщо ви вважаєте, що ця публікація корисна для вас, не забудьте поділитися цією сторінкою!

Також прочитай

● Як тиристорні ломи від перенапруги захищають джерела живлення від перенапруги?

● Повний посібник із стабілітронів у 2021 році

● Повний посібник із регулятора LDO у 2021 році

● Речі, які ви не повинні пропустити про Facebook Meta і Metaverse

Попередня:3 основні типи ломів для захисту від перенапруги

далі:Повний посібник із стабілітронів у 2021 році