Что такое внешняя характеристика источника питания: Внешняя характеристика источника питания — Лазерная резка металла от "ТМК" Ярославль (Тутаев)

Содержание

Внешняя характеристика источника питания

сварщик

Внешней (вольт-амперной) Характеристико]» Источника питания называется зависимость напряжения на зажимах источника от силы тока. Источники питания могут иметь следующие внешние характеристики: крутопадающую, пологопадающую. жесткую и возрастающую (рис. 5.1).

Характеристика источников питания для ручной дуговой сварки должна быть крутопадающей, обеспечивающей стабильность горения дуги при неизбежных изменениях ее длины б процессе сварки. Значения длины дуги и напряжения взаимосвязаны: чем больше длина дуги, тем выше напряжение. При одинаковом падении напряжения Д£/’д (изменении длины дуги) сила тока при крутопадающей характеристике изменяется меньше, чем при пологопадающей

Для обеспечения устойчивого горения дуги необходимо, чтобы ее вольт-амперные характеристики (рис. 2.5) и соответствующие характеристики источника питания пересекались в одной точке (рис.

5.2), когда Ua=UnСт. Таким образом, точка А характеризует устойчивое горение дуги. В случае уменьшения силы тока напряжение источника станет больше напряжения дуги (см. рис. 5.2, точка В), и сила тока увеличится до значения, равного его значению в точке А. При увеличении силы тока напряжение источника станет меньше напряжения дуги (см. рис. 5.2, точка С), и сила тока уменьшится до первоначального значения. Следовательно, для устойчивого горения дуги внешние характеристики источников питания должны иметь вполне определенную форм

При автоматической сварке под флюсом плавящимся электродом проявляется

Эффект саморегулирования, заключающийся в том, что всякое изменение напряжения на дуге вызывает изменение силы тока и скорости плавления электродной проволоки в противоположном направлении, что ведет к восстановлению первоначальной длины дуги и связанного с ней напряжения. Например, при уменьшении длины дуги во время прохождения участка с прихваткой снижается напряжение, что вызывает уменьшение силы тока, рост скорости плавления проволоки и увеличение длины дуги — система приходит в исходное состояние.

Падаюшие характеристики могут быть получены, если в цепь с дугой последовательно включить сопротивления — балластные реостаты при сварке на постоянном токе или дроссели (индуктивные сопротивления) при использовании сварочных трансформаторов. Конструкции однопостовых источников питания обеспечивают необходимую вольт-амперную характеристику.

Устойчивость процесса сварки тонкой проволокой в защитных газах на автоматах или полуавтоматах с постоянной скоростью подачи электродной проволоки обеспечивается при жесткой либо пологопадающей характеристике источника питания, когда небольшие отклонения длины дуги от заданной будут вести к существенному изменению силы тока и, как следствие, к быстрому восстановлению исходных параметров.

Источники питания для автоматической и механизированной сварки под флюсом должны иметь пологопадаюшую характеристику, для сварки в защитных газах — жесткую или пологопадаюшую.

Технические характеристики однофазных сварочных трансформаторов с нормальным магнитным рассеянием и реактивной обмоткой

Тип трансформатора /Характеристика ТСД-500-1 ТСД-1000-4 ТСД-2000-2 Напряжение холостого хода Ux. X, В 80 71 79 Продолжительность работы ПР, % 60 Номинальная сила сварочного тока /н, А 500 1000 2000 Номинальная мощность …

Классификация сварки. Виды дуговой сварки

Классификация сварки. Согласно ГОСТ 19521—74, сварку металлов классифицируют по физическим, техническим и технологическим признакам. По физическим признакам (форме вводимой энергии, наличию давления и виду инструмента — носителя энергии) все виды …

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Сварка является основным технологическим процессом из-, готовления всех видов металлических конструкций. Применение сварных соединений вместо клепаных или болтовых позволяет уменьшить массу (на 20…30 %), трудоемкость изготовления (на 20.. .30 %) …

61. Внешняя хар-ка источников питания сварочной дуги. Сварочный трансформатор с повышенным магнитным рассеянием.

Источники тока для питания сварочной дуги должны иметь специальную внешнюю характеристику.

Внешней характеристикой источника называется зависимость напряжения на его выходных клеммах от тока в электрической цепи. Внешние характеристики могут быть следующих основных видов: падающая 1, пологопадающая 2, жесткая 3 и возрастающая 4 (рис. а). источник тока выбирают в зависимости от вольт-амперной характеристики дуги, соответствующей принятому способу сварки.

Для питания дуги с жесткой характеристикой применяют источники с падающей или пологопадающей внешней характеристикой(РДС, автоматическая под флюсом, сварка в защитных газах НПЭ).

Сварочные трансформаторы с повышенным магнитным рассеянием делятся на 3 типа: трансформаторы с магнитными шунтами, подвижными катушками и витковым (ступенчатым) регулированием (тр-ры типов ТС, ТД, СТШ, ТСК, ТСП). ТСК-500 — трансформатор с повышенным магнитным рассеянием, с подвижной катушкой, при перемещении которой регулируется сварочный ток. Сварочный ток регулируют изменение расстояния между первичной и вторичной обмотками.

62. Внешняя хар-ка источников питания сварочной дуги. Сварочный генератор постоянного тока

Источники тока для питания сварочной дуги должны иметь специальную внешнюю характеристику. Внешней характеристикой источника называется зависимость напряжения на его выходных клеммах от тока в электрической цепи. Внешние характеристики могут быть следующих основных видов: падающая 1, пологопадающая 2, жесткая 3 и возрастающая 4 (рис. а). источник тока выбирают в зависимости от вольт-амперной характеристики дуги, соответствующей принятому способу сварки.

Сварочные генераторы. Эти генераторы являются электрическими машинами постоянного тока, которые в зависимости от конструктивных особенностей могут иметь различные внешние характеристики.

Падающая внешняя характеристика генераторов обеспечивается специальной схемой включения обмоток возбуждения либо особой конструкцией полюсов статора и якоря.

2 – параллельно намагн. обмотка

7 – последовательно размагн. обмотка

1 – якорь

3 – дополн и 4 и 5 – основные щетки

эти обмотки генератора вкл таким образом, что создаваемые ими магнитные потоки напр-ны на встречу др к др. при этом намагн поток Фн не зависит от нагрузки, а размагн поток Фр возрастает по мере увеличения сварочного тока. В результате взаимодействия магнитных потоков генератор имеет падающую внешн хар-ку. Сварочный ток изменяют след способами: ступенчатого регулирования; плавного регулирования в пределах одной ступени – за счет введения реостата в цепь параллельной намагничивающей обмотки 2.

63.Ручная дуговая сварка(рдс). Сущность процесса

РДС выполняют сварочными электродами, которые подают в дугу и перемещают вдоль заготовки. Для удержания электрода и подвода к нему тока сварщик использует электродержатель. Сварщик защищает лицо от светового и ультрафиолетового излучений дуги предохранительным щитком или маской с темным стеклом, а тело и руки – брезентовой спецодеждой и рукавицами. Рабочее место сварщика – специальная рабочая кабина.

При ДС нагрев Ме осуществляется электрической дугой. При устойчивом длительном протекании тока через ионизированный газовый промежуток между двумя электродами, подсоединенный к соответствующему источнику питания, выделяется тепловая и световая энергии. Температура, развиваемая в дуге, может быть очень высокой, значительно превышающей температуру плавления различных конструкционных металлов. Для сварки Ме плавление дуговой разряд применяется при различных формах его использования.

Статическая вольт-амперная характеристика дуги. Внешняя характеристика источника питания

Статическая характеристика дуги – это зависимость напряжения дуги от тока U_д = f(I_cв) при постоянной её длине (l

д = сonst).

Многочисленными исследованиями было установлено, что, хотя и есть отличия для различных дуг (несущественных), общим для всех дуг является то, что зависимость для дуги U_д = f(I_cв), – т.е. статическая характеристика дуги, – является нелинейной (рис. 1). Это отличает дугу от других потребителей энергии, например, резистора, который обладает линейной характеристикой (зависимость U = f(I)в соответствии с законом Ома линейна). Это связано с другим механизмом электропроводности в дуге, чем в металлах.

Лесков Г. И., например (см. рис.1.), показал, что характеристика U

д = f(I_cв) зависит от диаметра электрода. Однако, если перестроить этот график так, чтобы по оси абсцисс отложить значение плотности тока в электроде: j=I_св/(πd²/4),

(где d – диаметр электрода), тогда зависимостьU_д = f(j) для всех значений диаметра электрода одна и та же. По данным других исследователей для других дуг (сварка в СО₂, Ar и т. д.) имеет место аналогичная зависимость U_д = f(j) (см. рис. 2).

Вольт амперная статическая характеристика для всех дуг является U-образной. Такая форма характеристики дуги обусловлена, в основном, явлениями в столбе дуги и связана с размерами диаметра дуги (столба её), температуры и проводимости.

На участке I – падающая статическая характеристика дуги – по мере роста тока (точнее j). Темп роста числа носителей электричества в дуге опережает темп роста тока (интенсивнее возрастает). На участке II с ростом I_cв(j) пропорционально росту Iувеличивается проводимость дуги. На участке III – возрастающая статическая характеристика дуги – дуга ведёт себя как обычный резистивный элемент. Это связано с тем, что на участке III число носителей электричества не возрастает, т.е. образовались все возможные носители электричества и для увеличения тока (I) необходимо увеличивать энергию электрического поля между электродами, т.е. увеличивать напряжение дуги.

Статическую вольтамперную характеристику дуги снимают при установившемся горении дуги (длительном горении при заданных параметрах режима) при постоянной её длине. Строят характеристику по точкам, фиксируя значения I_cв, U_д (изменяя I_cвза счет регулировки источника питания). Вольтамперная характеристика дуги характеризует энергетические потребности дуги. На единицу тока в области I – уменьшается, в II – const, в III – растут.

Внешняя характеристика источника питания дуги (тоже вольтамперная) снимается при изменении активного или индуктивного сопротивления нагрузки, включаемой вместо дуги. При этом измеряют напряжение на клеммах источника питания и ток в сварочной цепи. Внешние характеристики источников питания дуги могут быть возрастающими, жесткими, пологопадающими, крутопадающими и вертикальными (рис.3). Внешние характеристики источников питания дуги отражают энергетические возможности источников. При жесткой внешней характеристике эти возможности ограничиваются только расчётными параметрами сварочной цепи. При падающей внешней характеристике эти возможности источника с ростом I сначала возрастают, а при дальнейшем росте I снижаются.

Внешняя характеристика — источник — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Внешняя характеристика — источник

Cтраница 1

Внешняя характеристика источника может быть жесткой или возрастающей, но менее крутой, чем статическая характеристика дуги. Участок / / / используется при сварке в среде защитных газов, автоматической сварке под слоем флюса на форсированных режимах. [2]

Внешние характеристики источников должны быть подобны. [3]

Внешняя характеристика источника питания при ручной дуговой сварке должна быть крутопадающей с дифференциальным сопротивлением от — 1 до — 0 1 В / А. При этом безусловно удовлетворяется требование принципиальной устойчивости системы источник питания-дуга. Благодаря крутому наклону характеристики в области рабочих токов достигают высокой стабильности силы тока при колебаниях длины дуги. В силу тока поддерживают на уровне ( 315 35) А. [4]

Внешняя характеристика источника питания и статическая вольт-амперная характеристика сварочной дуги могут быть падающими, жесткими и возрастающими. [5]

Внешняя характеристика источника питания, описываемая (2.261), зависит от типа первичного преобразователя. [7]

Внешняя характеристика источника питания, как и характеристика дуги, может быть падающей, жесткой или возрастающей. [8]

Внешние характеристики источников питания сварочной дуги показаны на рис. 56 Внешние характеристики сварочных генераторов, показанные на рис. 56 ( кривые 1 к 2), являются падающими. [10]

Пологую внешнюю характеристику источника питания сварочной дуги можно получить, применяя генератор с жесткой характеристикой в совокупности с балластным реостатом, включенным последовательно со сварочной дугой. Такой способ получения пологой характеристики использован в многопостовой схеме питания нескольких сварочных постов от одного мощного генератора. [11]

Внешней характеристикой источника называется зависимость напряжения на его выходных клеммах от тока в цепи при нагрузке. Источник сварочного тока выбирают в зависимости от вольтамперной характеристики дуги, соответствующей применяемому способу сварки. Для питания дуги с жесткой характеристикой требуются источники сварочного тока с падающей внешней характеристикой. Точка С на рис. 194, б является точкой устойчивого горения дуги. Последнее определяется тем, что после случайного отклонения режим горения дуги восстанавливается. При случайном уменьшении тока все параметры изменяются в обратном порядке и в конечном итоге также происходит восстановление устойчивого режима горения дуги. Точка В на том же рисунке соответствует неустойчивому горению дуги. При изменении соответствующего ей тока дуга либо гаснет, либо ток дуги начинает возрастать до тех пор пока дуга достигнет режима устойчивого горения. Характерными точками внешней характеристики источника являются точки А и D. Точка А соответствует режиму холостого хода в работе источника питания в период, когда дуга не горит и сварочная цепь разомкнута. Точка D соответствует режиму короткого замыкания, который имеет место при зажигании дуги и замыкании дуги каплями жидкого электродного металла. [12]

Внешней характеристикой источников питания сварочной дуги называется зависимость напряжения от тока нагрузки. [14]

Снимите внешние характеристики неидеальных источников с помощью вольтметра и амперметра, изменяя нагрузочное сопротивление. [15]

Страницы: 1 2 3 4

Внешняя характеристика — источник — ток

Cтраница 1

Внешняя характеристика источника тока, питающего сварочную дугу, должна быть падающей ( отрицательной), жесткой или возрастающей ( положительной) в зависимости от характеристики дуги. [2]

Внешняя характеристика источника тока, установленная предварительно в процессе сварки, не изменяется. Колебания режима, происходящие от возмущений ( изменение длины дуги и др.) в процессе сварки, обусловлены изменением статической характеристики дуги. [3]

Внешней характеристикой источника тока является прямая, параллельная оси ординат ( пунктирная прямая cd на фиг. [4]

Внешней характеристикой источника тока называется зависимость напряжения на зажимах источника от тока нагрузки. Она должна отвечать особенностям статической вольт-амперной характеристики сварочной дуги. [5]

При жесткой внешней характеристике источника тока процесс сварки характеризуется постоянством напряжения дуги независимо от скорости подачи проволоки. [6]

При жесткой внешней характеристике источника тока процесс сварки ха растеризуется постоянством напряжения дуги независимо от скорости подачи проволоки. [7]

При наложении внешней характеристики источника тока ( кривая /) на статическую вольт-амперную характеристику дуги ( кривая / /) образуются две точки, нижняя из которых является точкой устойчивого горения дуги. [9]

На рис. 14 приведены внешняя характеристика источника тока 1 и статическая характеристика дуги 2, пересекающиеся в точке А. Эта точка соответствует режиму устойчивого горения дуги при токе / и напряжении U. Характеристика дуги 2 относится к определенной длине дуги L const. Если длина дуги будет меняться, например вследствие обгорания электрода, то будет меняться и режим дуги, как показано на рис. 15, где длинам дуги L, L и Z ( 2 отвечают режимы дуги U, /; f /, 1г и Е72, / а, соответственно характеризуемые на диаграмме точками A, At и Az. Режим дуги постоянной длины L — const можно менять, изменяя внешнюю характеристику источника тока ( рис. 16), к чему и сводится регулирование источников сварочного тока. [11]

Упоминавшиеся до сих пор внешние характеристики источника тока называются статическими. Это означает, что они определяют конечное значение тока, измеренное при определенном напряжении, и не отражают закон изменения тока и напряжения в переходный период. Динамическую характеристику источника характеризует, например, время восстановления напряжения от нулевого значения в момент короткого замыкания до напряжения повторного зажигания дуги. [12]

На этом же графике нанесены внешние характеристики источника тока: падающая, жесткая и возрастающая. Из сопоставления характеристик следует, что с увеличением вылета электрода длина дуги при падающей внешней характеристике источника тока увеличивается, а при возрастающей — уменьшается. [13]

На рис. 1.9 построена прямая б — внешняя характеристика источника тока и дано его изображение на схемах электрических цепей. [15]

Страницы: 1 2

Внешняя характеристика — Справочник химика 21

Падающая внешняя характеристика выпрямительной установки обеспечивается повышенной индуктивностью рассеяния питающего трансформатора, которая регулируется за счет изменения расстояния между катушками его первичной и вторичной обмоток при этом осуществляется плавное регулирование сварочного тока. [c.274]

Требования к источникам питания для дуговой сварки. Основным свойством источника питания является его внешняя характеристика, представляющая собой зависимость напряжения источника от тока нагрузки. Сварочная дуга, являющаяся потребителем тока, в свою очередь характеризуется определенной зависимостью напряжения на дуговом промежутке от сварочного тока (статическая характеристика дуги). [c.261]

После стабилизации параметров работы установки ОЦУ ЯМЗ-236, перечисленных выше, приступают к непосредственному испытанию-снятию внешней характеристики двигателя. Внешние характеристики снимают дважды в соответствии с требованиями ГОСТ 14846-69 со снижением оборотов от номинальных с 2100 до 1200 мин и повышением от 1200 до 2100 мин на эталонном и испытуемом топливах. [c.96]

На каждом скоростном режиме внешней характеристики фиксируют следующие показатели [c.96]

Для построения кривой внешней характеристики сопротивления сети Др(, = f (У(.) при /loe = О рассчитываются потери [c.95]

Предел устойчивой работы двигателя ЗИЛ-130 на бензине А-76 по внешней характеристике наступает при частоте вращения коленчатого вала 1600 об/мин и температуре топлива 60 °С. В этом случае насос имеет, как правило, 3—4 кратный запас по подаче. [c.158]

Условимся называть основными те из показателей, с помощью которых получают так называемую внешнюю характеристику, показывающую технологические возможности и энергетические потребности машин. [c.8]

Для устойчивого горения дуги необходимо соответствие формы внешней характеристики источника питания форме статической характеристики дуги. В случае однопостовой сварки источником питания дуги обычно является специальный сварочный генератор постоянного тока или сварочный трансформатор. При многопостовой дуговой сварке под источником питания дуги подразумевают совокупность общего источника питания (генератора постоянного тока, выпрямительной установки или трансформатора) с регулятором тока отдельного сварочного поста в виде балластного реостата при сварке на постоянном токе или реактора (дросселя) при сварке на переменном токе. [c.261]

При этих условиях график внешней характеристики гидропередачи выглядит так же, как график характеристики турбины, если Дрз и N2 заменить соответственно пропорциональными им [c.88]

На рис. 2.11 приведена последовательность расчета ректификационной установки. После принятия задания на проектирование, которое может различаться постановкой задачи в зависимости от требуемой точности описания отдельных явлений, наличия экспериментальных данных для определения коэффициентов полуэмпирических зависимостей и т. д., необходимо задать начальные значения как внешних (характеристики питания), так и [c.147]

При автоматической дуговой сварке под слоем флюса с жесткой статической характеристикой дуги внешняя характеристика источника питания молсет быть круто падающей (такая характеристика предпочтительна при автоматическом регулировании напрян на дуге) или полого падающей (рис. 5.4, кривая 3), что повышает интенсивность саморегулирования дуги. [c.262]

Некоторые данные о сварочных преобразователях приведены в табл. 3.4. Преобразователи типов ПС и ПСО, которые имеют падающую внешнюю характеристику с плавной регулировкой сварочного тока реостатом, применяют в основном для ручной сварки. Преобразователи типов ПСГ и ПСУ, имеющие пологопадающую внешнюю характеристику, применяются для полуавтоматической и автоматической сварки под слоем флюса и в среде защитных газов плавящимся электродом. [c.94]

Внешняя характеристика источника питания может быи па- [c. 261]

Принято определять число по изменению внешней характеристики местного сопротивления (зависимости между расходом и местной потерей напора), которое обнаруживается при возникновении кавитации. Для этой цели проводятся кавитационные испытания местных сопротивлений, в результате которых получают так называемые кавитационные характеристики. [c.159]

Таким образом, первым требованием к источнику питания сварочной установки является соответствие внешней характеристики источника статической характеристике дуги. [c.262]

По назначению источники сварочного тока подразделяются на однопостовые и многопостовые. Однопостовые источники имеют, как правило, небольшую мощность, достаточную для питания одного сварочного поста. Многопостовые источники тока характеризуются значительной мощностью, необходимой для одновременного питания нескольких сварочных постов, а их внешние характеристики не отличаются от характеристик обычных источников постоянного и переменного тока. [c.265]

Однопостовые сварочные генераторы существенно отличаются от многопостовых по своим внешним характеристикам и конструктивному выполнению. Поскольку однопостовый генератор питает сварочную дугу непосредственно (без балластного реостата), его внешняя характеристика, должна быть, как правило, круто падающей. [c.268]

В машинах для однопостовой сварки достаточная крутизна внешней характеристики достигается рациональным выбором принципа работы генератора. [c.269]

Для сварки в среде углекислого газа применяются следующие источники постоянного тока преобразователи ПСО-300, ПС-500,-ПС-500-3 и ПСМ-1000, предназначенные для питания сварочной дуги при ручной дуговой сварке и сварке под слоем флюса сварочные преобразователи ПСГ-350, ПСГ-500 и ПСУ-500 с жесткими внешними характеристиками сварочные выпрямители ВС-200, ВС-300 и ВС-600, предназначенные для автоматической и полуавтоматической сварки, в том числе для сварки в углекислом газе агрегаты типов АЗД и ЗП для зарядки аккумуляторов, а также генераторы типа ГСР, характеристики которых удовлетворяют требованиям сварки в углекислом газе.

[c.291]

В качестве источников тока при электрошлаковой сварке обычно применяют сварочные трансформаторы на первичное напряжение 380 В с жесткими внешними характеристиками — трехфазные трансформаторы типа ТШС-1000-3 и однофазные типа ТШП-10-1. В случае необходимости (в частности, при сварке плавящимся мундштуком) источниками тока могут служить многопостовые генераторы постоянного тока, например генератор типа ПСМ-1000. [c.299]

Функция распределения времени пребывания (РВП) является как бы внешней характеристикой условий перемешивания в ре- [c.72]

Итак, если дуга питается от источника с жесткой внешней характеристикой, го ток ее можно изменить тремя путями изменением напряжения источника, изменением длины дуги (расстояния между электродами) и изменением сопротивления контура. Последний способ для мощных дуг не применяют, так как чрезмерное снижение балластного сопротивления (собственное активное сопротивление контура не может, естественно, быть изменено) вызывает значительное увеличение тока короткого замыкания. [c.33]

На рис. 2.93 характеристика на ведомом валу гидротрансформатора IV и V) наложена на характеристику двигателя (/) с трехступенчатой коробкой передач II и III). Сравнивая их, можно видеть, что трансформатор обеспечивает хорошее приближение к желаемой внешней характеристике и устраняет необходимость большого числа переключений передач. При этом двигатель всегда, независимо от искусства водителя и без дополнительной автоматики, работает в желаемой области своей характеристики. Его использование будет наилучшим. Таким образом, гидротрансформаторы облегчают труд и упрощают автоматизацию при управлении двигателями. [c.307]

При известном D может быть рассчитана и построена внешняя характеристика системы двигателя с гидромуфтой, приведенная к ведомому валу [c.309]

Го-ювин М. В., Калиинь И. М., Сухомлинов И. Я- Расчет внешних характеристик центробежного компрессора холодильной машины по характеристикам мо.дельных ступеней. — В кн. Повышение эксплуатационных характеристик холодильного оборудования. М. ВИИИхолодмаш, 1978, с. 35—44. [c.210]

По окончании испытания при вьпслюченной подаче топлива на каждом скоростном режиме внешней характеристики определяют затрату мощности на механические потери и давление сжатия в цилиндре Рс- [c.96]

Испытание начинают со снятия внешних характеристик на штатном (эталонном) топливе в диапазоне частот вращения коленчатого вала 1200-2100 мин . На каждом режиме внешней характеристики кроме показателей, фиксируемых при оценке моторных свойств топлив, измеряют не менее 3 раз дымность отработавших газов по шкале дымомера Хартридж . Затем проводят аналогичный опыт с применением испытуемого топлива. [c.97]

По найденным значениям Дрс на графике рис. 4.3 строится кривая внешней характеристики сети Др , = / (Ус)- Точка пересечения кривых А является рабочей точкой, отвечающей началу процесса фи.яьтрова-ния. Конец процесса фильтрования определяется точкой В, где перепад давления в фильтре достигает максимально допустимого значения Дрд. [c.96]

Измерение мгновенных температур газа в цилиндре поршневого компрессора производится главным образом в лабораториях учебных и научно-исследовательских институтов. При заводских испытаниях ограничиваются снятием индикаторных диаграьш и внешних характеристик компрессора Ри, Рн. т ъ. N. [c.35]

Внешняя характеристика червяка пластицируюш,его экструдера обычно имеет нелинейную форму (вид внешней характеристики червяка, нерекачиваюш,его расплав, обсуждался в предыдущем разделе). Пластицирующий червяк выполняет ряд функций, и все реализуемые в нем элементарные стадии, кроме перекачивания и смешения расплава, протекают в изменяющихся условиях. Так, по достижении определенного расхода производительность зоны питания может оказаться недостаточной, что приводит к работе в режиме голодного питания. Изменение расхода вызывает изменение длины зоны плавления следовательно, вдоль кривой внешней характеристики червяка меняется не только температура расплава, как это имело место для экструдера, перекачивающего расплав (см, рис. 12.6), но в экструдате могут появиться нерасплавленные частицы. Более того, средняя температура расплава определяется при этом не только теплом, передаваемым потоку расплава от стенок и за счет вязкого трения в самом расплаве, но также и интенсивностью плавления (т. е. условиями транспортировки расплава из тонкой пленки к слою расплавленного полимера). Наконец, могут изменяться расположение и длина зоны запаздывания, оказывая влияние на положение и длину зон и дозирование. [c.433]

В особом случае дуговой св 1ркн в среде защитных газов на постоянном токе при большой плотности тока в электроде имеет место возрастающая статическая характеристика дуги, В этом случае внешняя характеристика источника может быть жесткой и даже слегка возрастаюш,ей, что обеспечивает большую интенсивность саморегулирования электрической дуги [43]. [c.262]

I — внешняя характеристика гежфатора 2 — характеристика дуги Л—динамическая характеристика генератора. [c. 268]

Преобразователь ПСГ-500-1 г редназначается для автоматической и полуавтоматической сварки плавящимися электродами в среде защитных газов, имеет жесткж внешние характеристики, получаемые за счет примерзни специальной схемы самовозбуждения. [c.271]

Основные данные некоторых передвижных однопо-стовых сварочных агрегатов с приводом от двигателей внутреннего сгорания приведены в табл. 5.3. Во всех этих агрегатах сварочные генераторы имеют падающие внешние характеристики за счет последовательных размагничивающих обмоток. [c.272]

Выпрямители типа ВСС имеют два типоразмера на номинальные токи 120 и 300 А. Принципиальная схема выпрямителя ВСС-300-3 на 300 А показана на рис. 5.13. Выпрямитель преобразует НЭПрЯ жение трехфазной сети в требуемое для дуговой сварки постоянное напряжение с обеспечением необходимой внешней характеристики и возможности плавного регулирования сварочного тока в заданных пределах. [c.274]

На рис. 5.14 показана иринцп-инальная схема сварочного выпрямителя тниа ВС, обладающего естественными. иолого падающими внешними характеристиками. Выпрямитель состоит в основном из силового трехфазного понижающего трансформатора Тр и блока селеновых вентилей В, собранных по трехфазной мостовой схеме. Регулирование выпрямленного напряжения производится ступенчатым переключением числа витков первичной обмотки каждой фазы транс- [c.276]

Разработанные ВНИИЭСО унинерсальные сварочные выпрямители типа ВСУ позволяют за счет переключений в схеме получать как жесткие внешние характеристики для дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитного газа, так и круто падающие для ручной дуговой сварки и для сварки под слоем флюса. [c.277]

Для многопостовой сварки применяется сварочный выпрямитель типа ВКСМ-1000 на номинальный длительный ток 1000 А. Этот выпрямитель имеет жесткую внешнюю характеристику, а падающая характеристика, необходимая для сварочного поста, и регулирование сварочного тока обеспечиваются балластными реостатами РБ-300, поставляемыми комплектно с выпрямителями. Максимальное количество сварочных постов, питаемых от одного выпрямителя, определяется исходя из номинального тока одного поста с учетом коэффициента одновременности нагрузки 0,6. [c.277]

Устойчивость процесса сварки определяется объемо.м жидкого шлака, глубиной шлаковой и металлической ванны и внешней характеристикой источника питания. Для этого способа сварки лз чшие результаты дают источники тока с жесткой или несколько возрастающей внешней характеристикой, т. е. с увеличением сварочно-го тока в ванне жидкого шлака напряжение источника [c.297]

Вольт-амперная характеристика дуги (ВАХ) | Сварка и сварщик

Статическая вольт-амперная характеристика дуги показывает зависимость между установившимися значениями тока и напряжения дуги при постоянной ее длине.

Характеристика имеет три области

Первая область I характеризуется резким падением напряжения Uд на дуге с увеличением тока сварки Iсв. Такая характеристика называется падающей и вызвана тем, что при увеличении тока сварки происходит увеличение площади, а следовательно, и электропроводности столба дуги.

Во второй области II характеристики увеличения тока сварки не вызывают изменения напряжения дуги. Характеристика дуги на этом участке называется жесткой. Такое положение характеристики на этом участке происходит за счет увеличения сечения столба дуги, анодного и катодного пятен пропорционально величине сварочного тока. При этом плотность тока и падение напряжения на протяжении всего участка не зависят от изменения тока и остаются почти постоянными.

В третьей области III с увеличением сварочного тока возрастает напряжение на дуге Uд. Такая характеристика называется возрастающей. При работе на этой характеристике плотность тока на электроде увеличивается без увеличения катодного пятна, при этом возрастает сопротивление столба дуги и напряжение на дуге увеличивается.

Род тока при сварке — постоянный или переменный, полярность на постоянном токе может быть прямой (минус от источника на электроде), или обратной (минус от источника присоединяется к детали).

Ток обратной полярности применяют при сварке тонкого металла легкоплавких сплавов, легированных, специальных и высокоуглеродистых сталей, чувствительных к перегреву, при полуавтоматической сварке арматуры и металлоконструкций легированной проволокой сплошного сечения, при сварке электродами с фтористо-кальциевым покрытием.

При сварке на переменном токе полярность электродов и условия существования дуги периодически изменяются в соответствии с частотой тока.

В каждом полупериоде ток и напряжение меняют полярности при переходе синусоиды через нулевое значение. Дуга при этом угасает, температура активных пятен и дугового промежутка снижается. Повторное зажигание дуги в новом полупериоде происходит при повышенном напряжении — пике зажигания, которое выше напряжения на дуге.

Для повышения устойчивости дуги переменного тока добавляют в покрытия электродов и сварочные флюсы такие материалы, как мел, мрамор, полевой шпат и др., содержащие калий, натрий, кальций и другие элементы.

Газы, вводимые в зону горения дуги для защиты расплавленного металла, оказывают влияние на зажигание дуги переменного тока. При сварке с инертными газами (гелий, аргон) зажигание дуги затруднено, но возбужденная дуга горит устойчиво.

При сварке вольфрамовым электродом в среде аргона происходит испарение частиц металла с поверхности сварочной ванны и ближайших холодных зон, вместе с которыми удаляются и окисные пленки, что улучшает условия сварки и качество шва.

Углекислый газ при сварке на переменном токе действует отрицательно, поэтому сварка в углекислом газе применяется преимущественно на постоянном токе обратной полярности.

Источники питания сварочной дуги имеют также свои вольт-амперные характеристики, которые могут быть падающими, жесткими и возрастающими.


возрастающая	жесткая	падающая

Для стабильного горения дуги необходимо, чтобы было равенство между напряжениями и токами дуги (Uд, Iд) и источника питания (Uп, Iп).

Источники питания с падающей и жесткой характеристиками применяют при ручной дуговой сварке, с возрастающей характеристикой — при полуавтоматической сварке, с жесткой и возрастающей — при автоматической сварке под флюсом и для наплавки.

Устойчивое горение сварочной дуги возможно только в том случае, когда источник питания сварочной дуги поддерживает постоянным необходимое напряжение при протекании тока по сварочной цепи.

Работу сварочной цепи и дуги нужно рассматривать при наложении статической вольт-амперной характеристики (ВАХ) сварочной дуги на статическую вольт-амперную характеристику источника питания (называемую также внешней характеристикой источника питания) .

Ручная электросварка обычно сопровождается значительными колебаниями длины дуги. При этом дуга должна гореть устойчиво, а ток дуги не должен сильно изменяться. Также часто требуется увеличить длину дуги, поэтому дуга должна иметь достаточный запас эластичности при удлинении, т. е. не обрываться.

Статическая характеристика сварочной дуги при ручной сварке обычно является жесткой, и отклонение тока при изменении длины дуги зависит только от типа внешней характеристики источника питания. При прочих равных условиях эластичность дуги тем выше, а отклонение тока дуги тем меньше, чем больше наклон внешней характеристики источника питания. Поэтому для ручной электросварки применяются источники питания с падающими внешними характеристиками. Это дает возможность сварщику удлинять дугу, не опасаясь ее обрыва, или уменьшать длину дуги без чрезмерного увеличения тока. Также обеспечиваются высокая устойчивость горения дуги и ее эластичность, стабильный режим сварки, надежное первоначальное и повторное зажигание дуги благодаря повышенному напряжению холостого хода, ограниченный ток короткого замыкания.

Ограничение этого тока имеет большое значение, так как при ручной дуговой сварке происходит переход капли расплавленного металла электрода на изделие, и при этом возможно короткое замыкание.

При больших значениях тока короткого замыкания происходят прожоги металла, прилипание электрода, осыпание покрытия электрода и разбрызгивание расплавленного металла. Обычно значение тока короткого замыкания больше тока дуги в 1,2-1,5 раз.

Основными данными технических характеристик источников питания сварочной дуги являются напряжение холостого хода, номинальный сварочный ток, пределы регулирования сварочного тока.

Напряжение холостого хода источника сварочного тока — напряжение на его зажимах при отсутствии дуги, номинальный сварочный ток — допустимый по условиям нагрева источника питания ток при номинальном напряжении на дуге.

В процессе сварки непрерывно меняются значения тока и напряжения на дуге в зависимости от способа первоначального возбуждения дуги и при горении дуги — характера переноса электродного металла в сварочную ванну.

При сварке капли расплавленного металла замыкают дуговой промежуток, периодически изменяя силу тока и длину дуги, происходит переход от холостого хода к короткому замыканию, затем к горению дуги с образованием капли расплавленного металла, которая вновь замыкает дуговой промежуток. При этом ток возрастает до величины тока короткого замыкания, что приводит к сжатию и перегоранию мостика между каплей и электродом. Напряжение возрастает, дуга вновь возбуждается, и процесс периодически повторяется.

Изменения тока и напряжения на дуге происходят в доли секунды, поэтому источник питания сварочной дуги должен обладать высокими динамическими свойствами, т. е. быстро реагировать на все изменения в дуге.

Основы управления питанием: Характеристики источника питания

Характеристики источника питания влияют на конструкцию подсистемы управления питанием. Двумя основными характеристиками являются эффективность и производительность в указанном диапазоне температур, при котором может потребоваться охлаждение. Кроме того, существуют важные характеристики, которые защищают источник питания и его нагрузку от повреждений, таких как перегрузка по току, перегрев, перенапряжение и т. Д. Затем есть рабочие параметры, которые описывают характеристики источника питания, такие как дрейф, динамический отклик, линейное регулирование и т. Д. регулирование нагрузки и др.

КПД определяет тепловые и электрические потери в системе, а также количество необходимого охлаждения. Кроме того, это влияет на физические размеры корпуса как источника питания, так и конечной конечной системы. Кроме того, это влияет на рабочие температуры компонентов системы и, как следствие, на надежность системы. Эти факторы влияют на определение общей стоимости системы, как оборудования, так и поддержки на месте. Таблицы данных по источникам питания обычно включают график зависимости КПД от КПД.выходной ток, как показано на Рисунок 2-1 . Этот график показывает, что эффективность зависит от приложенного напряжения источника питания, а также от выходного тока нагрузки.

Эффективность, надежность и рабочая температура взаимосвязаны. В технических паспортах источников питания обычно указываются конкретные требования к воздушному потоку и радиатору. Например, рабочая температура окружающей среды влияет на выходной ток нагрузки, с которым источник питания может надежно справиться. Кривые снижения номинальных характеристик источника питания ( Рисунок 2-2 ) показывают его надежный рабочий ток в зависимости оттемпература. Рисунок 2-2. показывает, какой ток может выдерживать источник питания, если он работает с естественной конвекцией, или 200 LFM и 400 LFM.

Защита поставок

Есть несколько других характеристик, которые влияют на работу блока питания. Среди них есть те, которые используются для защиты источника питания, которые перечислены ниже.

Перегрузка по току: Режим отказа, вызванный выходным током нагрузки, превышающим указанный. Он ограничен максимальной допустимой токовой нагрузкой источника питания и контролируется внутренними схемами защиты.В некоторых случаях это также может повредить блок питания. Короткие замыкания между выходом источника питания и землей могут создавать токи в системе, которые ограничиваются только максимальной допустимой токовой нагрузкой и внутренним сопротивлением источника питания. Без ограничения этот высокий ток может вызвать перегрев и повредить источник питания, а также нагрузку и ее межсоединения (дорожки на плате, кабели). Следовательно, большинство источников питания должны иметь ограничение по току (защиту от перегрузки по току), которое срабатывает, если выходной ток превышает указанный максимум.

Перегрев: Не допускайте превышения температуры, превышающей указанное значение источника питания, иначе это может вызвать сбой источника питания. Чрезмерная рабочая температура может повредить источник питания и подключенные к нему цепи. Поэтому во многих источниках питания используется датчик температуры и связанные с ним цепи для отключения источника питания, если его рабочая температура превышает определенное значение. В частности, полупроводники, используемые в источниках питания, уязвимы к температурам, превышающим указанные пределы.Многие источники снабжения включают защиту от перегрева, которая отключает подачу, если температура превышает указанный предел.

Перенапряжение: Этот режим отказа возникает, если выходное напряжение превышает заданное значение постоянного тока, что может вызвать чрезмерное постоянное напряжение, которое повреждает цепи нагрузки. Обычно нагрузки электронных систем могут выдерживать перенапряжение до 20% без каких-либо необратимых повреждений. Если это необходимо, выберите источник, который минимизирует этот риск. Многие источники питания включают защиту от перенапряжения, которая отключает питание, если выходное напряжение превышает заданное значение.Другой подход — ломовой стабилитрон, который проводит достаточный ток на пороге перенапряжения, чтобы активировать ограничение тока источника питания и выключиться.

Мягкий пуск: Ограничение пускового тока может потребоваться при первом включении питания или при «горячей» замене новых плат. Обычно это достигается с помощью схемы плавного пуска, которая замедляет начальный рост тока, а затем обеспечивает нормальную работу. Если не лечить, пусковой ток может вызвать высокий пиковый зарядный ток, который влияет на выходное напряжение. Если это важное соображение, выберите источник питания с этой функцией.

Блокировка при пониженном напряжении: Известный как UVLO, он включает питание, когда оно достигает достаточно высокого входного напряжения, и отключает питание, если входное напряжение падает ниже определенного значения. Эта функция используется для источников питания, работающих как от электросети, так и от батареи. При работе от батарейного источника питания UVLO отключает источник питания (а также систему), если батарея разряжается настолько, что снижает входное напряжение источника питания до слишком низкого уровня для обеспечения надежной работы.

Коррекция коэффициента мощности (PFC): Применимо только к источникам питания постоянного и переменного тока. Соотношение между напряжением и током линии переменного тока называется коэффициентом мощности. Для чисто резистивной нагрузки на линии питания напряжение и ток совпадают по фазе, а коэффициент мощности равен 1,0. Однако, когда источник питания переменного и постоянного тока размещается на линии электропередачи, разность фаз напряжения и тока увеличивается, а коэффициент мощности уменьшается, поскольку процесс выпрямления и фильтрации входного переменного тока нарушает соотношение между напряжением и током в линии электропередачи. Когда это происходит, это снижает эффективность источника питания и генерирует гармоники, которые могут вызвать проблемы для других систем, подключенных к той же линии электропередачи. Цепи коррекции коэффициента мощности (PFC) изменяют соотношение между напряжением и током линии электропередачи, делая их ближе к синфазным. Это улучшает коэффициент мощности, уменьшает гармоники и повышает эффективность источника питания. Если важны гармоники в линии питания, выберите источник питания с коррекцией коэффициента мощности, имеющий коэффициент мощности 0,9 или выше.

Электромагнитная совместимость (ЭМС)

В изготовленных источниках питания должны использоваться методы проектирования, обеспечивающие электромагнитную совместимость (EMC) за счет минимизации электромагнитных помех (EMI).В импульсных источниках питания постоянное напряжение преобразуется в прерывистую или импульсную форму волны. Это заставляет источник питания генерировать узкополосный шум (EMI) на основной частоте частоты переключения и связанных с ней гармоник. Чтобы сдержать шум, производители должны минимизировать излучаемые или кондуктивные излучения.

Производители блоков питания сводят к минимуму излучение электромагнитных помех, помещая блок питания в металлический ящик или покрывая корпус металлическим материалом распылением. Производители также должны обращать внимание на внутреннюю компоновку источника питания и проводку, которая входит и выходит из него, что может создавать шум.

Большая часть кондуктивных помех в линии питания является результатом работы главного переключающего транзистора или выходных выпрямителей. Благодаря коррекции коэффициента мощности и правильной конструкции трансформатора, подключению радиатора и конструкции фильтра производитель источника питания может снизить кондуктивные помехи, чтобы источник мог получить одобрение регулирующего органа по электромагнитным помехам без чрезмерной стоимости фильтра. Всегда проверяйте, соответствует ли производитель источника питания требованиям нормативных стандартов EMI.

Нормативные стандарты

Соблюдение национальных или международных стандартов обычно требуется отдельными странами. Разные страны могут требовать соблюдения разных стандартов. Эти стандарты пытаются стандартизировать характеристики продукта по электромагнитной совместимости в отношении электромагнитных помех. Среди нормативных стандартов:

• Характеристики электромагнитных помех — Пределы и методы измерения.
• Электромагнитная совместимость — Требования к бытовой технике
• Характеристики радиопомех — Пределы и методы измерения для защиты приемников, кроме тех, которые установлены в самом транспортном средстве / лодке / устройстве или в соседних транспортных средствах / лодках / устройствах.
• Технические условия на приборы и методы измерения радиопомех и помехоустойчивости

Перейти на следующую страницу

На характеристики блока питания влияют несколько характеристик.

Drift: Изменение выходного постоянного напряжения как функция времени при постоянном линейном напряжении, нагрузке и температуре окружающей среды.

Динамический отклик: Источник питания может использоваться в системе, где требуется обеспечить быстрый динамический отклик на изменение мощности нагрузки.Это может иметь место при загрузке высокоскоростных микропроцессоров с функциями управления питанием. В этом случае микропроцессор может находиться в состоянии ожидания и по команде он должен немедленно включиться или выключиться, что вызывает высокие динамические токи с высокой скоростью нарастания напряжения в источнике питания. Чтобы приспособиться к микропроцессору, выходное напряжение источника питания должно увеличиваться или уменьшаться в течение определенного интервала времени, но без чрезмерных выбросов.

КПД: Отношение выходной мощности к входной (в процентах), измеренное при заданном токе нагрузки и номинальных условиях сети (Pout / Pin).

Время поддержки: Время, в течение которого выходное напряжение источника питания остается в пределах спецификации после потери входной мощности.

Пусковой ток: Пиковый мгновенный входной ток, потребляемый источником питания при включении.

Международные стандарты: Укажите требования безопасности к источнику питания и допустимые уровни EMI (электромагнитных помех).

Изоляция: Электрическое разделение между входом и выходом источника питания измеряется в вольтах.Неизолированный имеет путь постоянного тока между входом и выходом источника питания, тогда как изолированный источник питания использует трансформатор, чтобы исключить путь постоянного тока между входом и выходом.

Регулировка линии: Изменение значения выходного напряжения постоянного тока в результате изменения входного напряжения переменного тока, заданное как изменение в ± мВ или ±%.

Регулировка нагрузки: Изменение значения выходного напряжения постоянного тока в результате изменения нагрузки от разомкнутой цепи до максимального номинального выходного тока, определяемого как изменение в ± мВ или ±%.

Выходной шум: Это может происходить в источнике питания в виде коротких всплесков высокочастотной энергии. Шум вызывается зарядкой и разрядкой паразитных емкостей в источнике питания во время его рабочего цикла. Его амплитуда переменная и может зависеть от импеданса нагрузки, внешней фильтрации и способа измерения.

Регулировка выходного напряжения: Большинство источников питания имеют возможность «обрезать» выходное напряжение, диапазон регулировки которого не обязательно должен быть большим, обычно около ± 10%.Одним из распространенных способов использования является компенсация падения напряжения распределения постоянного тока в системе. Подстройка может происходить как вверх, так и вниз от номинального значения с помощью внешнего резистора или потенциометра.

Периодическое и случайное отклонение (PARD)
Нежелательное периодическое (пульсации) или апериодическое (шум) отклонение выходного напряжения источника питания от номинального значения. PARD выражается в мВ от пика до пика или в среднеквадратичном значении при заданной полосе пропускания.

Пиковый ток
Максимальный ток, который блок питания может обеспечить в течение коротких периодов времени.

Пиковая мощность
Абсолютная максимальная выходная мощность, которую блок питания может производить без повреждений. Как правило, он выходит за рамки возможностей непрерывной надежной выходной мощности и должен использоваться нечасто.

Последовательность источников питания: Последовательное включение и выключение источников питания может потребоваться в системах с несколькими рабочими напряжениями. То есть напряжение должно подаваться в определенной последовательности, иначе система может быть повреждена. Например, после подачи первого напряжения и достижения определенного значения второе напряжение может быть увеличено и так далее.При отключении питания последовательность работает в обратном порядке, хотя скорость обычно не является такой большой проблемой, как включение.

Дистанционное включение / выключение: Это предпочтительнее переключателей для включения и выключения источников питания. В технических паспортах источников питания обычно указываются параметры постоянного тока для удаленного включения / выключения с перечислением требуемых логических уровней включения и выключения.

Remote Sense: Типичный источник питания контролирует свое выходное напряжение и подает его часть обратно в источник для обеспечения стабилизации напряжения.Таким образом, если выходной сигнал имеет тенденцию повышаться или понижаться, обратная связь регулирует выходное напряжение источника питания. Однако для поддержания постоянной выходной мощности на нагрузке источник питания должен фактически контролировать напряжение на нагрузке. Но соединения между выходом источника питания и его нагрузкой имеют сопротивление, и ток, протекающий через них, вызывает падение напряжения, которое создает разницу напряжений между выходом источника питания и фактической нагрузкой. Для оптимального регулирования напряжение, подаваемое обратно к источнику питания, должно быть фактическим напряжением нагрузки.Два (плюс и минус) подключения удаленного датчика источника контролируют фактическое напряжение нагрузки, часть которого затем возвращается к источнику с очень небольшим падением напряжения, потому что ток через два подключения удаленного датчика очень низкий. Как следствие, напряжение, подаваемое на нагрузку, регулируется.

Пульсация: Выпрямление и фильтрация выхода импульсного источника питания приводит к возникновению составляющей переменного тока (пульсации), которая действует на его выходе постоянного тока. Частота пульсаций — это некоторое целое число, кратное частоте коммутации преобразователя, которая зависит от топологии преобразователя.Пульсации относительно не зависят от тока нагрузки, но могут быть уменьшены за счет фильтрации внешнего конденсатора.

Отслеживание
При использовании нескольких выходных источников питания, когда один или несколько выходов следуют за другим с изменениями линии, нагрузки и температуры, так что каждый поддерживает одинаковое пропорциональное выходное напряжение в пределах указанного допуска отслеживания по отношению к общему значению.

Щелкните здесь, чтобы просмотреть расширенную версию этой статьи в формате PDF.

Управление питанием, Глава 2: Характеристики источника питания

Эффективность — одна из наиболее важных характеристик источника питания.Он определяет тепловые и электрические потери в системе, а также количество необходимого охлаждения. Кроме того, он определяет физические размеры корпуса как источника питания, так и окончательной системы. Кроме того, он определяет рабочие температуры компонентов системы и, как следствие, надежность системы. Эти факторы влияют на определение общей стоимости системы, как оборудования, так и поддержки на месте. Таблицы данных источников питания обычно включают график зависимости КПД от выходного тока, как показано на рис.2-1. Этот график показывает, что эффективность зависит от приложенного напряжения источника питания, а также от выходного тока нагрузки.

2-1. Типичный график КПД для источника питания.

Эффективность, надежность и рабочая температура взаимосвязаны. В технических паспортах источников питания обычно указываются конкретные требования к воздушному потоку и радиатору. Например, рабочая температура окружающей среды влияет на выходной ток нагрузки, с которым источник питания может надежно справиться.Кривые снижения номинальных характеристик источника питания (рис. 2-2) показывают надежную зависимость рабочего тока от температуры. Снижение номинальных значений показывает, с каким током источник питания может безопасно справляться, если он работает с естественной конвекцией, или 200 л / мин и 400 л / мин.

2-2. Типичные кривые снижения мощности для источника питания.

Защита поставок

Перегрузка по току : режим отказа, вызванный выходным током нагрузки, превышающим указанный. Он ограничен максимальной допустимой токовой нагрузкой источника питания и контролируется внутренними схемами защиты. В некоторых случаях это также может повредить блок питания. Короткие замыкания между выходом источника питания и землей могут создавать токи в системе, которые ограничиваются только максимальной допустимой токовой нагрузкой и внутренним сопротивлением источника питания. Без ограничения этот высокий ток может вызвать перегрев и повредить источник питания, а также нагрузку и ее межсоединения (дорожки на печатной плате, кабели).Следовательно, большинство источников питания должны иметь ограничение по току (защиту от перегрузки по току), которое срабатывает, если выходной ток превышает указанный максимум.

Перегрев: Необходимо не допускать превышения температуры, превышающей указанное значение блока питания, иначе это может вызвать сбой блока питания. Чрезмерная рабочая температура может повредить источник питания и подключенные к нему цепи. Поэтому во многих источниках питания используется датчик температуры и связанные с ним цепи для отключения источника питания, если его рабочая температура превышает определенное значение.В частности, полупроводники, используемые в источниках питания, уязвимы к температурам, превышающим указанные пределы. Многие источники снабжения включают защиту от перегрева, которая отключает подачу, если температура превышает указанный предел.

Перенапряжение: Этот режим отказа возникает, если выходное напряжение превышает указанное значение постоянного тока, что может вызвать чрезмерное постоянное напряжение, которое повреждает цепи нагрузки. Обычно нагрузки электронных систем могут выдерживать перенапряжение до 20% без каких-либо необратимых повреждений.Если это необходимо, выберите источник, который минимизирует этот риск. Многие источники питания включают защиту от перенапряжения, которая отключает питание, если выходное напряжение превышает заданное значение. Другой подход — ломовой стабилитрон, который проводит достаточный ток на пороге перенапряжения, чтобы активировать ограничение тока источника питания и выключиться.

Мягкий пуск: Ограничение пускового тока может потребоваться при первом включении питания или при «горячей» замене новых плат.Обычно это достигается с помощью схемы плавного пуска, которая замедляет начальный рост тока, а затем обеспечивает нормальную работу. Если не лечить, пусковой ток может генерировать высокий пиковый зарядный ток, который влияет на выходное напряжение. Если это важное соображение, выберите источник питания с этой функцией.

Блокировка при пониженном напряжении: Известная как UVLO, она включает питание, когда оно достигает достаточно высокого входного напряжения, и отключает питание, если входное напряжение падает ниже определенного значения.Эта функция используется для источников питания, работающих как от электросети, так и от батареи. При работе от батарейного источника питания UVLO отключает источник питания (а также систему), если батарея разряжается настолько, что снижает входное напряжение источника питания до слишком низкого уровня для обеспечения надежной работы.

Электромагнитная совместимость (EMC): Включает в себя методы проектирования, которые минимизируют электромагнитные помехи (EMI). В импульсных источниках питания постоянное напряжение преобразуется в прерывистую или импульсную форму волны.Это заставляет источник питания генерировать узкополосный шум (EMI) на основной частоте частоты переключения и связанных с ней гармоник. Чтобы сдержать шум, производители должны минимизировать излучаемые или кондуктивные излучения.

Производители источников питания минимизируют излучение электромагнитных помех, помещая источник питания в металлический ящик или покрывая корпус металлическим материалом распылением. Производители также должны обращать внимание на внутреннюю компоновку источника питания и проводку, которая входит и выходит из него, что может создавать шум.

Большая часть кондуктивных помех в линии питания является результатом работы главного переключающего транзистора или выходных выпрямителей. Благодаря коррекции коэффициента мощности и правильной конструкции трансформатора, подключению радиатора и конструкции фильтра производитель источника питания может снизить кондуктивные помехи, чтобы источник питания мог получить одобрение регулирующего органа по электромагнитным помехам без чрезмерных затрат на фильтр. Всегда проверяйте соответствие производителя блока питания требованиям нормативных стандартов EMI.

Есть несколько характеристик блоков питания, влияющих на их работу:

Динамический отклик: Источник питания может использоваться в системе, где требуется обеспечить быстрый динамический отклик на изменение мощности нагрузки. Это может иметь место при загрузке высокоскоростных микропроцессоров с функциями управления питанием.В этом случае микропроцессор может находиться в состоянии ожидания и по команде он должен немедленно включиться или выключиться, что вызывает высокие динамические токи с высокой скоростью нарастания напряжения в источнике питания. Чтобы приспособиться к микропроцессору, выходное напряжение источника питания должно увеличиваться или уменьшаться в течение определенного интервала времени, но без чрезмерных выбросов.

Время задержки: Время, в течение которого выходное напряжение источника питания остается в пределах спецификации после потери входной мощности.

Пусковой ток: Пиковый мгновенный входной ток, потребляемый источником питания при включении.

Линейное регулирование: Изменение значения выходного постоянного напряжения в результате изменения входного переменного напряжения, заданное как изменение в ± мВ или ±%.

Регулировка нагрузки: Изменение значения выходного напряжения постоянного тока в результате изменения нагрузки от разомкнутой цепи до максимального номинального выходного тока, заданного как изменение в ± мВ или ±%.

Выходной шум: Это может возникать в источнике питания в виде коротких всплесков высокочастотной энергии. Шум вызывается зарядкой и разрядкой паразитных емкостей в источнике питания во время его рабочего цикла. Его амплитуда переменная и может зависеть от импеданса нагрузки, внешней фильтрации и способа измерения.

Подстройка выходного напряжения: Большинство источников питания имеют возможность «подгонять» выходное напряжение, диапазон регулировки которого не обязательно должен быть большим, обычно около ± 10%.Одним из распространенных способов использования является компенсация падения напряжения распределения постоянного тока в системе. Подстройка может происходить как вверх, так и вниз от номинального значения с помощью внешнего резистора или потенциометра.

Периодическое и случайное отклонение (PARD): Нежелательное периодическое (пульсация) или апериодическое (шум) отклонение выходного напряжения источника питания от его номинального значения. PARD выражается в мВ от пика до пика или в среднеквадратичном значении при заданной полосе пропускания.

Пиковый ток: Максимальный ток, который блок питания может обеспечить в течение коротких периодов времени.

Пиковая мощность: Абсолютная максимальная выходная мощность, которую блок питания может производить без повреждений. Как правило, он выходит за рамки возможностей непрерывной надежной выходной мощности и должен использоваться нечасто.

Последовательность источников питания: Последовательное включение и выключение источников питания может потребоваться в системах с несколькими рабочими напряжениями. То есть напряжения необходимо прикладывать в определенной последовательности, иначе система может выйти из строя. Например, после подачи первого напряжения и достижения определенного значения второе напряжение может быть увеличено и так далее.При отключении питания последовательность работает в обратном порядке, хотя скорость обычно не является такой большой проблемой, как включение.

Дистанционное включение / выключение: Это предпочтительнее переключателей для включения и выключения источников питания. В технических паспортах источников питания обычно подробно описываются параметры постоянного тока для удаленного включения / выключения с перечислением требуемых логических уровней включения и выключения.

Дистанционный датчик: Типичный источник питания контролирует свое выходное напряжение и подает его часть обратно в источник для обеспечения стабилизации напряжения.Таким образом, если выходной сигнал имеет тенденцию повышаться или понижаться, обратная связь регулирует выходное напряжение источника питания. Однако для поддержания постоянной выходной мощности на нагрузке источник питания должен фактически контролировать напряжение на нагрузке. Но соединения от выхода источника питания к его нагрузке имеют сопротивление и ток, протекающий через них, что вызывает падение напряжения, которое создает разницу напряжений между выходом источника питания и фактической нагрузкой. Для оптимального регулирования напряжение, подаваемое обратно к источнику питания, должно быть фактическим напряжением нагрузки.Два (плюс и минус) подключения удаленного датчика источника контролируют фактическое напряжение нагрузки, часть которого затем возвращается к источнику с очень небольшим падением напряжения, поскольку ток через два подключения удаленного датчика очень низкий. Как следствие, напряжение, подаваемое на нагрузку, регулируется.

Пульсация: Выпрямление и фильтрация выходного сигнала импульсного источника питания приводит к возникновению составляющей переменного тока (пульсации), которая воздействует на его выход постоянного тока. Частота пульсаций — это некоторое целое число, кратное частоте коммутации преобразователя, которая зависит от топологии преобразователя.Пульсации относительно не зависят от тока нагрузки, но могут быть уменьшены за счет фильтрации внешнего конденсатора.

Отслеживание: При использовании нескольких выходных источников питания, когда один или несколько выходов следуют за другим с изменениями линии, нагрузки и температуры, так что каждый поддерживает одинаковое пропорциональное выходное напряжение в пределах указанного допуска отслеживания по отношению к общему значению.

PM Автобус

Спецификация PMBus описывает добавление цифрового управления источником питания по указанной физической шине, протоколу связи и командному языку.Концептуальная схема источников питания с поддержкой PMBus, управляемых из центра, показана на рис. 2-3. Он содержит ведущее устройство шины и три ведомых устройства. На рисунках 2-4 и 2-5, соответственно, показаны блок-схемы типичных неизолированных и изолированных преобразователей, которые могут быть обнаружены в системе, показанной на рисунке 2-3.

2-3. Концептуальная схема PMBus.

2-4. Блок-схема типичного неизолированного преобразователя PMBus.

2-5.Блок-схема типичного изолированного преобразователя PMBus.

Типичная система, использующая PMBus, будет иметь центральный блок управления и, по крайней мере, один подключенный к нему блок питания с поддержкой PMBus. Подключенные источники питания всегда являются подчиненными, а центральный блок управления всегда является главным. Центральный блок управления инициирует все коммуникации по шине, и подчиненные источники питания отвечают главному устройству, когда к ним обращаются.

Спецификация PMBus определяет только способ связи центрального блока управления и подчиненных источников питания друг с другом.Он не накладывает ограничений на архитектуру источника питания, форм-фактор, распиновку, входную и выходную мощность или любые другие характеристики источника. Спецификация также разделена на две части.

Часть I: Физическая реализация и электрические характеристики.

Часть II: Протокол, коммуникация и командный язык.

Чтобы быть совместимым с PMBus, блок питания должен:

• Отвечает всем требованиям части I спецификации PMBus.

• Реализуйте хотя бы одну из команд PMBus, не зависящую от производителя.

• Если поддерживается команда PMBus, выполните эту команду, как указано в Части II спецификации PMBus.

• Если команда PMBus не поддерживается, ответьте, как описано в разделе «Управление неисправностями и создание отчетов» Части II спецификации PMBus.

Кроме того, устройство должно быть способно запускаться без посторонней помощи и без связи или подключения к PMBus. Это поведение можно изменить, запрограммировав для устройства новые значения по умолчанию, но при этом должна присутствовать возможность запуска без посторонней помощи.Это означает, что устройство PMBus должно иметь возможность сохранять рабочие параметры по умолчанию для своих настраиваемых параметров на самом устройстве в той или иной форме энергонезависимой памяти.

Это может значительно сократить время, необходимое для запуска системы, поскольку для настройки рабочих параметров устройства не требуется обмена данными. Если центральный блок управления получает питание от устройства PMBus, которым он управляет, то это устройство PMBus, очевидно, должно быть настроено на автоматический запуск, иначе центральный блок управления никогда не запустится, и система не будет работать.

Чтобы получить самую последнюю и наиболее полную спецификацию PMBus, загрузите ее с веб-сайта PMBus http://pmbus.org/specs.html. PMBus является производным от спецификации шины системного управления (SMBus) версии 1.1, которая является улучшением по сравнению с шиной I2C. I2C — это простая двухлинейная шина синхронной последовательной связи, изначально разработанная для обеспечения связи между двумя или более интегральными схемами, которые находятся в непосредственной близости друг от друга. Расширения SMBus и улучшения по сравнению с I2C включают уведомление хоста через линию шины SMBALRT и проверку ошибок пакетов (PEC), чтобы помочь предотвратить ошибочную работу из-за проблем с шумом.

Между спецификациями PMBus и SMBus есть несколько различий. Наиболее примечательными с точки зрения проектирования системы являются необязательный протокол уведомления хоста и протокол групповых команд.

Уведомление хоста требуется для соответствия SMBus, но необязательно для соответствия PMBus. Однако большинство устройств PMBus будут поддерживать эту функцию, поскольку она сообщает хосту о существовании проблемы, поэтому он может предпринять соответствующие действия без необходимости постоянно опрашивать каждое ведомое устройство для проверки на наличие проблем.Это снижает нагрузку как на хост, так и на саму шину, обеспечивая большую производительность системы. Уведомление хоста выполняется с помощью одной линии (SMBALRT), которая пассивно подтягивается к высокому уровню.

Когда ведомое устройство имеет информацию, которая может понадобиться узлу, ведомое устройство устанавливает низкий уровень на линии SMBALRT. Затем хост может опросить каждое устройство по отдельности или использовать протокол, описанный в разделе «Протокол уведомления хоста SMBus» спецификации SMBus 2.0.

Протокол групповых команд позволяет нескольким устройствам, совместимым с PMBus, одновременно выполнять команды.Для получения более подробной информации об этой функции см. Часть I,

Раздел 5.2 Спецификации PMBus.

Команды PMBus можно сгруппировать в несколько категорий; неполный список фактических команд приведен ниже:

• Включение, выключение и маржинальное тестирование

• ЭКСПЛУАТАЦИЯ

• ON_OFF_CONFIG

• VOUT_MARGIN_HIGH

• VOUT_MARGIN_LOW

• В зависимости от выходного напряжения

• VOUT_COMMAND

• VOUT_TRIM

• VOUT_CAL_OFFSET

• VOUT_SCALE_LOOP

• VOUT_SCALE_MONITOR

• Адресация, память, связь и возможности

• STORE_DEFAULT_ALL

• RESTORE_DEFAULT_ALL

• STORE_DEFAULT_CODE,

• RESTORE_DEFAULT_CODE

• WRITE_PROTECT

• СТР.

• ФАЗА

• QUERY

• Управление неисправностями

• IOUT_OC_FAULT_LIMIT

• IOUT_OC_FAULT_RESPONSE

• IOUT_OC_WARN_LIMIT

• OT_WARN_LIMIT

• OT_FAULT_LIMIT

• OT_FAULT_RESPONSE

• VIN_UV_WARN_LIMIT

• VIN_UV_FAULT_LIMIT

• VIN_UV_FAULT_RESPONSE

• CLEAR_FAULTS

• Последовательность

• TON_DELAY

• TON_RISE

• TOFF_DELAY

• TOFF_FALL

• Статус

• STATUS_BYTE,

• STATUS_WORD

• STATUS_VOUT

• STATUS_IOUT

• STATUS_CML

• Телеметрия

• READ_VIN

• READ_VOUT

• READ_IIN

• READ_IOUT

• READ_TEMPERATURE

• READ_DUTY_CYCLE

• READ_PIN

• READ_POUT

• Прочее

• ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ

• VIN_ON

• VIN_OFF

• POUT_MAX

Версия 1.3 PMBus был добавлен в 2014 году. Основным новым дополнением к PMBus является AVSBus, который представляет собой интерфейс, предназначенный для облегчения и ускорения связи между ASIC, FPGA или процессором и устройством управления POL в системе с целью адаптивного масштабирование напряжения. При интеграции с PMBus, AVSBus доступен для обеспечения независимого управления и мониторинга нескольких шин в пределах одного ведомого устройства.

• Шина AVSBus поведенчески и электрически аналогична шине SPI без линий выбора микросхемы.AVS_MData и AVS_SData эквивалентны MOSI и MISO. AVS_Clock эквивалентен CLK шины SPI. Максимальная скорость шины 50 МГц.

• AVSBus — это протокол для конкретного приложения, позволяющий устройству с питанием, например ASIC, FPGA или процессору, управлять собственным напряжением для экономии энергии.

• Комбинация этих протоколов в ведомом устройстве является эффективным и действенным решением для систем, содержащих нагрузки, которым необходимо адаптировать рабочее напряжение.

ISL8273M

ISL8273M компании

Intersil предоставляет цифровой интерфейс PMBus, который позволяет пользователю настраивать все аспекты работы модуля, а также контролировать входные и выходные параметры (рис.2-6). ISL8273M можно использовать с любым хост-устройством SMBus. Кроме того, модуль совместим с частями I и II спецификации протокола управления системой питания PMBus версии 1.2. ISL8273M принимает большинство стандартных команд PMBus. При настройке устройства с помощью команд PMBus рекомендуется, чтобы контакт включения был привязан к SGND.

2-6. ISL8273M совместим с частями I и II спецификации протокола управления системой питания PMBus версии 1.2.

Адрес устройства SMBus — единственный параметр, который должен быть установлен внешними выводами.Все остальные параметры устройства можно настроить с помощью команд PMBus.

ISL8273M может работать без PMBus в режиме штыревой перемычки с конфигурациями, запрограммированными резисторами штыревой перемычки, такими как выходное напряжение, частота переключения, адрес SMBus устройства, вход UVLO, плавный пуск / останов и распределение тока.

TPS544x25 от Texas Instruments — это совместимые с PMBus 1.2 неизолированные синхронные понижающие преобразователи со встроенными полевыми транзисторами, способные работать на высоких частотах и 20 или 30 А в корпусе 5 мм × 7 мм (рис.2-7). Высокочастотная коммутация с низкими потерями, обеспечиваемая интегрированным силовым каскадом NexFET и оптимизированными драйверами, позволяет создавать решения с очень высокой плотностью мощности. Эти устройства реализуют стандартный отраслевой стандарт с фиксированной частотой переключения, управление в режиме напряжения с топологией входной прямой связи, которая мгновенно реагирует на изменение входного напряжения. Эти устройства могут быть синхронизированы с внешними часами для устранения шума биений и снижения EMI / EMC.

2-7. Синхронный понижающий преобразователь TPS544C25 с PMBus и частотной синхронизацией.

Интерфейс PMBus обеспечивает адаптивное масштабирование напряжения (AVS) через силовой каскад NexFET VOUT_COMMAND, гибкую конфигурацию преобразователя, а также мониторинг основных параметров, включая выходное напряжение, ток и дополнительную внешнюю температуру. Реакция на неисправность может быть настроена на перезапуск, отключение или игнорирование в зависимости от системных требований. Два встроенных линейных регулятора обеспечивают подходящую мощность для внутренних цепей.

Характеристики

•
Входное напряжение: 4.От 5 В до 18 В

• Выходное напряжение: от 0,5 В до 5,5 В

• Одинарная термопрокладка

• Опорное значение от 500 мВ до 1500 мВ для AVS и запаса через PMBus

• Эталонная точность 0,5% при 600 мВ и выше

• Измерение тока на полевом МОП-транзисторе нижнего уровня без потерь

• Управление режимом напряжения с входной прямой связью

• Дифференциальное дистанционное зондирование

• Тепловое отключение

iJA серии

Неизолированные преобразователи постоянного тока в постоянный ток

TDK-Lambda серии 35A iJA POL (точка нагрузки) совместимы с PMBus и имеют цифровое управление (рис.2-8). Эти преобразователи обеспечивают лучшую динамическую производительность и повышенную стабильность системы, а также обеспечивают большую гибкость и возможность настройки в соответствии с потребностями конечного приложения.

2-8. Серия неизолированных DC-DC преобразователей TDK-Lambda 35A iJA POL совместима с PMBus.

Функция чтения-записи PMBus преобразователя обеспечивает точный мониторинг напряжения, тока и температуры в реальном времени и обеспечивает полную программируемость параметров iJA.Контакты для настройки функций позволяют легко использовать их в приложениях, в которых не реализована связь через PMBus. Для поддержки разработки доступны графический интерфейс пользователя (графический интерфейс пользователя) и оценочные платы.

Работая от входного напряжения от 8 до 14 В постоянного тока, серия iJA может обеспечивать выходное напряжение от 0,6 до 3,3 В с точностью до 1%. Серия разработана для широкого спектра приложений, включая серверы, маршрутизаторы и другое оборудование, связанное с информационными и коммуникационными технологиями (ИКТ), оборудование для производства полупроводников, измерительное оборудование и общепромышленное оборудование.

Преобразователи для поверхностного монтажа занимают всего 0,45 квадратных дюйма на плате, что соответствует сверхвысокой удельной мощности 580 Вт на кубический дюйм. Габаритные размеры составляют 22,9 мм × 12,7 мм × 9,7 мм при весе всего 6,5 г. Оптимизация компонентов с помощью цифрового управления обеспечивает высокий выходной ток в высокотемпературных средах с низким расходом воздуха. Модуль питания iJA имеет типичный КПД 94% с выходом 3,3 В, входом 12 В и нагрузкой 80%.

Для предыдущих глав этой серии:

Глава 1. Основы питания

Статьи по теме

1.Кристоф Бассо, Компенсация RHPZ в повышающем преобразователе CCM: аналитический подход, powerelectronics.com, апрель 2014 г.

2. Стив Сандлер, Как я могу измерить PSRR с помощью осциллографа?, Powerelectronics.com, август 2013 г.

3. Сэм Дэвис, «Назад к основам: ИС регулятора напряжения, часть 1», powerelectronics.com, июнь 2013 г.

4. Дейш, Сесил, Компенсация наклона с отрицательным сопротивлением улучшает работу ШИМ, powerelectronics.com, июнь 2009 г.

5. Том Скопал, Отказ источника питания в большинстве случаев можно предотвратить, powerlectronics.com, август 2008 г.

6. Додсон, Стивен, «Нисходящий подход упрощает выбор источника питания переменного и постоянного тока», powerelectronics.com, май 2010 г.

7. Хсу, Джих-Да, Концепции проектирования: Адаптеры переменного тока для портативных компьютеров — Часть 1, powerelectronics.com, ноябрь 2009 г.

8. Хсу, Джих-Да, Высокоинтегрированное решение для адаптеров переменного тока — Часть 2: экспериментальные результаты, powerelectronics.com, январь 2010 г.

9. Хегарти, Тимоти, Анализ стабильности преобразователя постоянного тока в режим пиковых токов, силовая электроника.com, июнь 2010 г.

10. Арун Анантхампалаям, Назад к основам: коэффициент мощности и необходимость коррекции коэффициента мощности, powerelectronics.com, август 2013 г.

11. Питер Блит, «Понимание эффективности: поиск наихудшего сценария», powerelectronics.com, январь 2015 г.

12. Сэм Дэвис, Цифровая компенсация упрощает конструкцию источника питания, повышает производительность, powerelectronics.com, апрель 2014 г.

Характеристики динамической нагрузки высоковольтного источника питания

Примечания по применению — Источники питания высокого напряжения

Характеристики динамической нагрузки высоковольтного источника питания

Ан-11

Высокочастотные импульсные источники питания

Spellman имеют минимальную выходную емкость, заложенную в конструкции.Динамические изменения нагрузки могут быстро привести к разрядке выходной емкости, что приведет к выходу выходного напряжения за пределы спецификации статического регулирования. Даже если ступень нагрузки потребляет ток, который находится в пределах номинального тока источника питания, может быть некоторое «падение» выходного напряжения. Этот спад регистрируется делителем обратной связи по напряжению, который, в свою очередь, заставляет контур напряжения давать команду источнику питания увеличить выходное напряжение, чтобы вернуть устройство в соответствие со спецификацией статического регулирования напряжения. Ничего из этого не происходит мгновенно, на все требуется время.Обычно время восстановления для источников питания Spellman (если указано и измерено) составляет от единиц до десятков миллисекунд.

На величину спада больше всего влияют следующие параметры:

Емкость выходной секции источника питания и любая внешняя, паразитная или нагрузочная емкость
Величина тока нагрузки, потребляемого от источника питания
Продолжительность события скачка нагрузки

Период времени формы волны восстановления напряжения и общая форма (недостаточное затухание, чрезмерное затухание или критическое затухание) зависят от параметров, описанных выше, в дополнение к характеристикам компенсации как контуров напряжения, так и контуров тока источника питания.

Реакция источника питания
Значения компенсации контура выбираются для различных характеристик, связанных с производительностью, таких как: динамическое восстановление, подавление пульсаций и общие запасы устойчивости источника питания. Все это взаимосвязанные характеристики, и изменение значений компенсации контура для улучшения одной категории характеристик может отрицательно повлиять на другую. Spellman обычно обращает внимание на общую стабильность источника питания и характеристики пульсации при выборе значений компенсации контура для наших стандартных источников питания, поскольку обычно в списке отсутствуют характеристики динамических характеристик.Если требуются определенные характеристики восстановления динамической нагрузки, то этот уникальный блок должен быть построен с тестированием, проводимым в инженерном отделе, чтобы установить базовые спецификации в качестве отправной точки, как то, что может быть выполнено на индивидуальной основе.

Когда клиенты действительно спрашивают о спецификациях восстановления динамической нагрузки, важно, чтобы мы понимали точную природу приложения. Кроме того, нам необходимо понять, как измеряется и уточняется реакция на динамическую нагрузку.Обычно указывается время восстановления напряжения от 10% до 90%, а также процент максимально допустимого превышения номинального напряжения. Другие методы приемлемы, если и Spellman, и заказчик едины в том, как вещи измеряются и указываются.

Для выполнения этих типов измерений динамической нагрузки может потребоваться специализированное испытательное оборудование; как приспособления для динамической нагрузки, которые могут включать и выключать нагрузку электронным способом, чтобы можно было получить кривые реакции восстановления напряжения.В зависимости от выходного напряжения, тока и мощности источника питания изготовление этого типа приспособления для испытания динамической нагрузки может варьироваться от недорогого до разумного по сложности; к непомерно дорогой и очень и очень сложной инженерной задаче.

Если у вас есть особые требования к динамической нагрузке источника питания, пожалуйста, укажите эти потребности в своем первоначальном запросе, так как продукты нашего стандартного каталога не имеют заявленных характеристик динамических характеристик. Команда инженеров Spellman оценит ваши требования и посоветует, какое аппаратное решение мы можем предоставить.

Щелкните здесь, чтобы загрузить PDF-файл.

Характеристики генераторов постоянного тока | electricaleasy.com

Обычно во внимание принимаются следующие три характеристики генераторов постоянного тока: (i) характеристика разомкнутой цепи (O.C.C.), (ii) внутренняя или общая характеристика и (iii) внешняя характеристика. Эти характеристики генераторов постоянного тока объясняются ниже.

1. Характеристика разомкнутой цепи (O.C.C.) (E

₀ / I _f) Характеристика холостого хода также известна как магнитная характеристика или характеристика насыщения без нагрузки .Эта характеристика показывает соотношение между генерируемой ЭДС без нагрузки (E ₀) и током возбуждения (I _f) при заданной фиксированной скорости. O.C.C. Кривая — это просто кривая намагничивания, она практически одинакова для всех типов генераторов. Данные для O.C.C. Кривая получена при работе генератора без нагрузки и поддержании постоянной скорости. Ток возбуждения постепенно увеличивается, и регистрируется соответствующее напряжение на клеммах. Схема подключения для получения O.C.C.кривая показана на рисунке ниже. Для генераторов с параллельным или последовательным возбуждением обмотка возбуждения отсоединяется от машины и подключается к внешнему источнику питания.
Теперь из уравнения ЭДС генератора постоянного тока мы знаем, что Eg = kɸ. Следовательно, генерируемая ЭДС должна быть прямо пропорциональна потоку поля (и, следовательно, также прямо пропорциональна току поля). Однако, даже когда ток возбуждения равен нулю, генерируется некоторая величина ЭДС (представленная OA на рисунке ниже). Эта первоначально наведенная ЭДС возникает из-за того, что в полюсах поля существует некоторый остаточный магнетизм.Из-за остаточного магнетизма в якоре индуцируется небольшая начальная ЭДС. Эта первоначально наведенная ЭДС помогает существующему остаточному потоку и, следовательно, увеличивает общий поток поля. Следовательно, это увеличивает наведенную ЭДС. Таким образом, O.C.C. следует по прямой. Однако по мере увеличения плотности потока полюса насыщаются, и ɸ становится практически постоянным. Таким образом, даже если мы увеличиваем I _f дальше, ɸ остается постоянным и, следовательно, Eg также остается постоянным. Следовательно, O.C.C. кривая выглядит как характеристика B-H.
На приведенном выше рисунке показана типичная кривая насыщения без нагрузки или характеристики разомкнутой цепи для всех типов генераторов постоянного тока.

2. Внутренние или общие характеристики (E / I

_a) Внутренняя характеристическая кривая показывает соотношение между ЭДС, генерируемой под нагрузкой (Eg), и током якоря (I _a). ЭДС Eg, генерируемая под нагрузкой, всегда меньше E ₀ из-за реакции якоря. Например, можно определить, вычитая падение, вызванное размагничивающим эффектом реакции якоря, из напряжения холостого хода E ₀.Следовательно, внутренняя характеристическая кривая находится ниже O.C.C. изгиб.

3. Внешняя характеристика (V / I

_L) Кривая внешней характеристики показывает соотношение между напряжением на клеммах (В) и током нагрузки (I _L). Напряжение на клеммах V меньше генерируемой ЭДС Eg из-за падения напряжения в цепи якоря. Следовательно, внешняя характеристическая кривая находится ниже внутренней характеристической кривой. Внешние характеристики очень важны для определения пригодности генератора для данной цели.Поэтому этот тип характеристики иногда также называют характеристикой производительности или характеристикой нагрузки .

Внутренние и внешние характеристики показаны ниже для каждого типа генератора.

Характеристики генератора постоянного тока с независимым возбуждением

Если нет реакции якоря и падения напряжения на якоре, напряжение останется постоянным при любом токе нагрузки. Таким образом, прямая линия AB на рисунке выше представляет зависимость напряжения холостого хода отток нагрузки I _L. Из-за размагничивающего эффекта реакции якоря ЭДС, генерируемая под нагрузкой, меньше напряжения холостого хода. Кривая переменного тока представляет собой ЭДС Eg, генерируемую под нагрузкой, в зависимости от тока нагрузки I _L, то есть внутреннюю характеристику (поскольку I _a = I _L для генератора постоянного тока с независимым возбуждением). Кроме того, напряжение на клеммах меньше из-за омического падения, возникающего в якоре и щетках. Кривая AD представляет зависимость напряжения на клеммах от тока нагрузки, т. Е.внешняя характеристика.

Характеристики шунтирующего генератора постоянного тока

Для определения характеристик внутренней и внешней нагрузки шунтирующего генератора постоянного тока машине разрешается повышать свое напряжение перед приложением какой-либо внешней нагрузки. Для повышения напряжения шунтирующего генератора генератор приводится в действие первичным двигателем с номинальной скоростью. Начальное напряжение индуцируется остаточным магнетизмом в полюсах поля. Генератор увеличивает свое напряжение, как объяснил O.C.C. изгиб. Когда генератор нарастает напряжение, он постепенно нагружается резистивной нагрузкой, и показания снимаются с подходящими интервалами.Схема подключения показана на рисунке ниже.
В отличие от генератора постоянного тока с независимым возбуждением, здесь I _L ≠ I _a. Для шунтирующего генератора I _a = I _L + I _f. Следовательно, внутренняя характеристика может быть легко передана в Eg vs. I _L путем вычитания правильного значения I _f из I _a.
В нормальных условиях работы, когда сопротивление нагрузки уменьшается, ток нагрузки увеличивается. Но по мере того, как мы уменьшаем сопротивление нагрузки, напряжение на клеммах также падает.Таким образом, сопротивление нагрузки может быть уменьшено до определенного предела, после чего напряжение на клеммах резко снижается из-за чрезмерной реакции якоря при очень высоком токе якоря и увеличенных потерь I ² R. Следовательно, за этим пределом любое дальнейшее уменьшение сопротивления нагрузки приводит к уменьшению тока нагрузки. Следовательно, внешняя характеристическая кривая поворачивается обратно, как показано пунктирной линией на приведенном выше рисунке.

Характеристики генератора серии DC

Кривая AB на рисунке выше идентична характеристике разомкнутой цепи (O.C.C.) кривая. Это связано с тем, что в генераторах постоянного тока обмотка возбуждения включена последовательно с якорем и нагрузкой. Следовательно, здесь ток нагрузки аналогичен току возбуждения (т.е. I _L = I _f). Кривые OC и OD представляют внутреннюю и внешнюю характеристики соответственно. В генераторе постоянного тока напряжение на клеммах увеличивается с током нагрузки. Это связано с тем, что с увеличением тока нагрузки увеличивается и ток возбуждения. Однако за пределами определенного предела напряжение на клеммах начинает уменьшаться с увеличением нагрузки.Это связано с чрезмерным размагничивающим эффектом реакции якоря.

Характеристики генератора смеси постоянного тока

На приведенном выше рисунке показаны внешние характеристики составных генераторов постоянного тока. Если ампер-витки последовательной обмотки настроены так, что увеличение тока нагрузки вызывает увеличение напряжения на клеммах, то генератор вызывает перекомпенсацию. Внешняя характеристика перекомпонованного генератора показана кривой AB на рисунке выше.
Если ампер-витки последовательных обмоток регулируются таким образом, чтобы напряжение на клеммах оставалось постоянным даже при увеличении тока нагрузки, то генератор называется плоско-составным.Внешняя характеристика плоского составного генератора показана кривой AC.
Если последовательная обмотка имеет меньшее количество витков, чем требуется для плоской компаундированной обмотки, тогда генератор называется недостаточно компаундированным. Внешние характеристики недокомплектованного генератора показаны кривой AD. Источник питания

— обзор

4.1 Первичный источник питания

Хотя источник питания может означать трансформатор, аккумулятор или выпрямительный фильтр с или без схемы зарядки, которая преобразует переменный ток (AC) в постоянный (DC), инженеры по аварийной сигнализации обычно применяют этот термин к компонентам как группе.В большинстве резервных источников питания в качестве вторичного источника питания используются аккумуляторные батареи.

Источник питания начинается с понижающего трансформатора, который преобразует его 240 В переменного тока в напряжение 12–18 В переменного тока, используемое в большинстве систем охранной сигнализации. Трансформатор — это устройство, использующее электромагнитную индукцию для передачи электрической энергии от одной цепи к другой, то есть без прямого соединения между ними. В своей простейшей форме трансформатор состоит из отдельных первичной и вторичной обмоток на общем сердечнике из ферромагнитного материала, такого как железо.Когда переменный ток протекает через первичную обмотку, результирующий магнитный поток в сердечнике индуцирует переменное напряжение на вторичной обмотке; индуцированное напряжение, вызывающее протекание тока во внешней цепи. В случае понижающего трансформатора вторичная сторона будет иметь меньшее количество обмоток. От этого трансформатора питание по двухпроводному кабелю поступает в схему выпрямителя и фильтра, где переменный ток преобразуется в постоянный. Цепь зарядки будет содержаться в блоке питания, так что резервная батарея может постоянно заряжаться, пока присутствует переменный ток.

Источник питания всегда должен быть регулируемым по напряжению и иметь возможность поддерживать фиксированное выходное напряжение в диапазоне нагрузок и зарядных токов. Компоненты микропроцессора, особенно интегральные схемы, предназначены для работы при определенных напряжениях и не особенно устойчивы к колебаниям. Низкое напряжение заставляет компоненты пытаться потреблять избыточную мощность, что еще больше снижает их допуск, в то время как более высокое напряжение может их разрушить. По этим причинам напряжение следует измерять на источнике и еще раз на входных клеммах точки оборудования.

Решающим фактором при выборе источника питания является определение нагрузки, которую он должен поддерживать. Первым делом необходимо установить, сколько мощности потребуют все энергопотребляющие устройства, подключенные к источнику питания. Затем рассчитывается промежуток времени, в течение которого резервный источник питания должен обеспечивать систему в случае потери основного питания.

Основным источником электроэнергии является подача электроэнергии в здание, которая будет поддерживать систему в течение большей части времени. Вторичный источник питания — это система поддержки на случай отказа основного источника питания, т.е.е. батареи. Системы, в которых мы заинтересованы, будут, как правило, питаться от трансформаторной / выпрямленной сети и перезаряжаемых вторичных ячеек через блок питания или источник бесперебойного питания (ИБП). Другие системы электропитания могут включать трансформатор / выпрямленный источник питания плюс неперезаряжаемые (первичные) элементы или только первичные элементы, но эти два типа менее широко используются. Отсюда следует, что сигнализация вторжения в значительной степени зависит от электросети, которая должна быть источником, который:

•: не будет легко отключен;
•: никогда не изолирован;
•: от непереключаемой ответвления с предохранителем;
•: без скачков напряжения или тока;
•: подается непосредственно на панель управления, а не через выключатель, вилку и розетку или удаленный ответвитель, который может выйти из строя или отключиться.

Трансформатор должен быть установлен в закрытом положении и вентилироваться, и его нельзя ставить на легковоспламеняющиеся поверхности. Трансформаторы находятся внутри самой панели управления или на оконечной станции, если в системе используются независимые удаленные клавиатуры. В тех же пределах находятся выпрямитель и зарядное устройство. В системе будет либо зарядное устройство (BCU), либо ИБП.

ИБП обладает большей способностью подавлять помехи и скачки напряжения в электросети, и он, как правило, широко используется в компьютерных источниках питания с резервными системами.Основные требования к зарядному устройству:

•: оно может полностью зарядить все батареи в течение 24 часов, сохраняя при этом нагрузку на систему;
•: с внутренними предохранителями, как первичными, так и вторичными;
•: свободно плавающий и включает звуковые и видимые признаки неисправности.
•: включает триггер напряжения для активации дистанционной сигнализации отказа;
•: предусмотрена тамперная защита крышки;
•: имеет защиту от короткого замыкания с заземленным минусом на вторичной обмотке постоянного тока.

Как указывалось ранее, ИБП имеет лучшую защиту от помех с усилением записи и мониторинга. Он также должен иметь безопасный изолирующий трансформатор и иметь указанную мощность плюс требования к перезарядке при любой комбинации номинального напряжения питания и частоты питания при температурах от –10 до 40 ° C.

ИБП дополнительно будет иметь полностью выпрямленный трансформатор с низкой тепловой мощностью, твердотельный регулятор напряжения, линейный регулятор тока и высокотемпературный выключатель с непрерывным мониторингом цепи аварийной сигнализации низкого напряжения.Сетевые фильтры подавления используются для устранения кратковременных скачков высокого напряжения. BS 4737 требует следующих ИБП:

•: , чтобы они имели достаточную мощность и скорость перезарядки, чтобы справиться с любой длительной сетевой изоляцией основного источника питания, связанной с работами, выполняемыми для пожарной безопасности, нормальной изоляцией или нормальной работой на электрические услуги;
•: , что они расположены там, где обслуживание может быть легко выполнено;
•: , чтобы была обеспечена достаточная вентиляция, чтобы предотвратить накопление газа на вентилируемой батарее, которое может вызвать повреждение или травму;
•: , чтобы они не подвергались воздействию коррозионных условий и чтобы элементы были полностью закреплены, чтобы предотвратить их падение или разливание;
•: , что на агрегатах должна быть указана дата установки.

Прежде чем рассматривать типы вторичного источника питания, используемые в зоне охранной сигнализации, учащийся может пожелать уделить некоторое внимание проверке сетевого питания и испытаниям, которые должны быть выполнены, чтобы подтвердить его приемлемость. Эти испытания варьируются от визуальных проверок повреждений кабеля до требований к электрической проверке и рассматриваются в главе 8.

Электропитание | Encyclopedia.com

Требования к источникам питания

Батареи в качестве источников питания

Вставные блоки питания

Регулировка напряжения источника питания

Цепи регулирования напряжения

Источники питания и взаимодействие нагрузки

Уменьшение пульсаций

Минимизация влияние изменений сетевого напряжения

Лабораторные источники питания

Простые трансформаторные источники питания

Импульсные источники питания

Важность источников питания

Ресурсы

Электропитание — это устройство, которое обеспечивает энергию, необходимую для электрического или электронного оборудование.Часто электричество напрямую доступно только из источника с несоответствующими электрическими характеристиками — например, переменного тока (AC) вместо постоянного тока (DC), — и для изменения мощности необходим источник питания в соответствии с требованиями оборудования. Поскольку цифровые устройства, которых так много, работают на довольно низком напряжении постоянного тока, в то время как мощность обычно доступна в виде довольно высокого напряжения переменного тока, источники питания обычно преобразуют переменный ток в постоянный, повышая и понижая напряжение по мере необходимости. Они также необходимы для кондиционирования питания и тока от батарей к чувствительным устройствам.Например, фонарик не содержит источника питания, а цифровой фотоаппарат есть. Источники питания часто обеспечивают защиту от сбоев источника питания, которые могут повредить оборудование. Они также могут обеспечивать изоляцию от потенциально опасного электрического шума, который обычно встречается на коммерческих линиях электропередач.

Источником питания может быть простая батарея или более сложная, чем оборудование, которое она поддерживает. Соответствующий источник питания является неотъемлемой частью каждого рабочего набора электрических или электронных схем.

Батареи можно было бы использовать для питания почти всего электронного оборудования, если бы не высокая стоимость вырабатываемой ими энергии по сравнению с коммерческими линиями электропередач. Источники питания когда-то назывались элиминаторами батарей, подходящее название, потому что они позволяли использовать менее дорогую энергию от коммерческой линии электропередач там, где она доступна. Батареи по-прежнему являются подходящим и экономичным выбором для портативного оборудования со скромными потребностями в энергии.

В аккумуляторах, которые питают электронное оборудование, используются два основных типа химических элементов.Первичные элементы обычно не подзаряжаются. Их следует выбросить после того, как их запас энергии будет исчерпан. С другой стороны, вторичные элементы являются перезаряжаемыми. Свинцово-кислотный вторичный элемент, используемый в автомобильном аккумуляторе, можно перезаряжать много раз, прежде чем он выйдет из строя. Никель-кадмиевые батареи основаны на вторичных элементах.

Электроснабжение домов и предприятий по коммерческим линиям электропередач осуществляется от переменного тока. Однако электронное оборудование почти всегда требует питания постоянного тока (DC).Источники питания обычно меняют переменный ток на постоянный с помощью процесса, называемого выпрямлением. Полупроводниковые диоды, пропускающие ток только в одном направлении, используются для блокировки тока в линии электропередач при изменении полярности. Конденсаторы накапливают энергию для использования, когда диоды не проводят, обеспечивая при необходимости постоянный ток относительно постоянного напряжения.

Из-за плохого регулирования напряжения в электросети свет в доме гаснет при каждом включении холодильника. Точно так же, если изменение тока от источника питания вызывает изменение напряжения, источник питания плохо регулирует напряжение.Большая часть электронного оборудования будет работать лучше всего, если оно питается от источника почти постоянного напряжения. Неопределенное напряжение питания может привести к ухудшению работы схемы.

Анализ характеристик типичного источника питания упрощается за счет моделирования его как источника постоянного напряжения, включенного последовательно с внутренним сопротивлением. Внутреннее сопротивление используется для объяснения изменений напряжения на клеммах при изменении тока в цепи. Чем ниже внутреннее сопротивление данного источника питания, тем больший ток он может выдавать при поддержании почти постоянного напряжения на клеммах.Идеальный источник питания для цепей, требующих постоянного напряжения с изменяющимся током нагрузки, должен иметь внутреннее сопротивление, близкое к нулю. Блок питания с очень низким внутренним сопротивлением иногда называют «жестким» блоком питания.

Неадекватный источник питания почти всегда снижает производительность электронного оборудования. Например, усилители звука могут издавать искаженный звук, если напряжение питания падает с каждым громким звуковым импульсом. Было время, когда изображение на телевизорах уменьшалось, если напряжение в сети переменного тока упало ниже минимального значения.Эти проблемы менее значительны сейчас, когда регулирование напряжения включено в большинство источников питания.

Есть два подхода, которые можно использовать для улучшения регулирования напряжения источника питания. Поможет простой блок питания, который намного больше, чем требуется для среднего спроса на оборудование. Блок питания большего размера должен иметь более низкое эффективное внутреннее сопротивление, хотя это не является абсолютным правилом. При более низком внутреннем сопротивлении изменения подаваемого тока менее значительны, а регулирование напряжения улучшается по сравнению с источником питания, работающим с максимальной мощностью.

Для некоторых источников питания требуется более высокое внутреннее сопротивление. Для мощных радиолокационных передатчиков требуется источник питания с высоким внутренним сопротивлением, чтобы выходной сигнал мог закорачиваться каждый раз, когда радар передает импульс сигнала, не повреждая схемы. Телевизионные приемники искусственно увеличивают сопротивление источника питания очень высокого напряжения для кинескопа, намеренно добавляя сопротивление. Это ограничивает ток, который будет подаваться, если техник случайно коснется высокого напряжения, которое в противном случае могло бы вызвать смертельный удар электрическим током.

Источники питания с регулируемым напряжением имеют схему, контролирующую их выходное напряжение. Если это напряжение изменяется из-за изменений внешнего тока или из-за сдвигов напряжения в линии питания, схема регулятора выполняет почти мгновенную компенсационную настройку.

При разработке источников питания с регулируемым напряжением используются два общих подхода. В менее распространенной схеме шунтирующий стабилизатор подключается параллельно к выходным клеммам источника питания и поддерживает постоянное напряжение за счет потери тока внешней цепи, называемой нагрузкой, которая не требуется.Ток, подаваемый нерегулируемой частью источника питания, всегда постоянен. Шунтирующий регулятор почти не отводит ток, когда внешняя нагрузка требует сильного тока. Если внешняя нагрузка уменьшается, ток шунтирующего регулятора увеличивается. Недостаток шунтирующего регулирования заключается в том, что оно рассеивает всю мощность, на которую рассчитан источник, независимо от того, требуется ли энергия для внешней цепи.

Более распространенная конструкция последовательного регулятора напряжения зависит от переменного сопротивления, создаваемого транзистором, включенным последовательно с током внешней цепи.Падение напряжения на транзисторе регулируется автоматически для поддержания постоянного выходного напряжения. Выходное напряжение источника питания непрерывно измеряется по сравнению с точным эталоном, а характеристики транзистора регулируются автоматически для поддержания постоянного выходного сигнала.

Источник питания с адекватным регулированием напряжения часто улучшает характеристики электронного устройства, которое он питает, настолько, что регулирование напряжения является очень распространенной особенностью всех, кроме простейших конструкций.Обычно используются корпусные интегральные схемы, простые трехконтактные устройства, которые содержат последовательный транзистор и большую часть вспомогательных схем регулятора. Эти готовые микросхемы позволили очень легко включить в источник питания возможность регулирования напряжения.

Когда один источник питания обслуживает несколько независимых внешних цепей, изменения в потребляемом токе, налагаемые одной цепью, могут вызвать изменения напряжения, которые влияют на работу других цепей. Эти взаимодействия представляют собой нежелательную передачу сигналов через общий источник питания, вызывающую нестабильность.Регуляторы напряжения могут предотвратить эту проблему, уменьшив внутреннее сопротивление общего источника питания.

Когда переменный ток преобразуется в постоянный, небольшие колебания напряжения на частоте питания трудно полностью сгладить или отфильтровать. В случае источников питания, работающих от сети с частотой 60 Гц, результатом является низкочастотное изменение на выходе источника питания, называемое пульсационным напряжением. Пульсации напряжения на выходе источника питания будут добавляться к сигналам, обрабатываемым электронными схемами, особенно в схемах с низким напряжением сигнала.Пульсации можно свести к минимуму, используя более сложную схему фильтра, но их можно уменьшить более эффективно с помощью активного регулирования напряжения. Регулятор напряжения может реагировать достаточно быстро, чтобы отменить нежелательные изменения напряжения.

Напряжение в линии питания обычно беспорядочно колеблется по разным причинам. Специальный трансформатор, регулирующий напряжение, может улучшить стабильность напряжения первичного источника питания. Действие этого трансформатора основано на обмотке катушки, которая включает в себя конденсатор, который настраивает индуктивность трансформатора в резонанс на частоте линии электропередачи.Когда линейное напряжение слишком высокое, циркулирующий ток в резонансной обмотке трансформатора имеет тенденцию насыщать магнитный сердечник трансформатора, снижая его эффективность и вызывая падение напряжения. Когда напряжение в сети слишком низкое, как в жаркий летний день, когда кондиционеры нагружают возможности генераторов и линий электропередач, циркулирующий ток снижается, повышая эффективность трансформатора. Регулировка напряжения, достигаемая этими трансформаторами, может быть полезной, даже если она не идеальна.Один из первых брендов телевизоров включал резонансные трансформаторы для предотвращения изменений размера изображения, сопровождающих нормальные сдвиги напряжения в сети.

Резонансные силовые трансформаторы тратят впустую энергию, что является серьезным недостатком, и они не работают должным образом, если они не сильно нагружены. Регулирующий трансформатор рассеивает почти полную номинальную мощность даже без нагрузки. Они также имеют тенденцию искажать форму волны переменного тока, добавляя гармоники к своему выходу, что может представлять проблему при питании чувствительного оборудования.

Источники питания с регулируемым напряжением — необходимое оборудование в научно-технических лабораториях.Они обеспечивают регулируемый, регулируемый источник электроэнергии для разрабатываемых испытательных схем.

Лабораторные источники питания обычно имеют два программируемых режима: выход постоянного напряжения в выбранном диапазоне тока нагрузки и выход постоянного тока в широком диапазоне напряжений. Точка перехода, при которой действие переключается с постоянного напряжения на действие с постоянным током, выбирается пользователем. Например, может быть желательно ограничить ток в тестовой цепи, чтобы избежать повреждения, если произойдет скрытая неисправность цепи.Если схема требует тока меньше, чем выбранное значение, схема регулирования будет удерживать выходное напряжение на выбранном значении. Если, однако, схема требует больше, чем выбранный максимальный ток, схема регулятора снизит напряжение на клеммах до любого значения, которое будет поддерживать выбранный максимальный ток через нагрузку. Цепи с питанием никогда не будут позволять пропускать ток, превышающий выбранный предел постоянного тока.

Переменный ток требуется для большинства линий электропередачи, поскольку переменный ток позволяет изменять отношение напряжения к току с помощью трансформаторов.Трансформаторы используются в источниках питания, когда необходимо увеличить или уменьшить напряжение. Выход переменного тока этих трансформаторов обычно должен быть преобразован в постоянный ток. Результирующий пульсирующий постоянный ток фильтруется для создания почти чистого постоянного тока.

Относительно новая разработка в технологии источников питания, импульсный источник питания, становится все более популярной. Импульсные блоки питания легкие и очень эффективные. Почти все персональные компьютеры питаются от импульсных источников питания.

Импульсный источник питания получил свое название от использования транзисторных ключей, которые быстро переключаются на проводимость и отключаются. Ток проходит сначала в одном направлении, а затем в другом, проходя через трансформатор. Пульсации выпрямленного коммутационного сигнала имеют гораздо более высокие частоты, чем частота линии электропередачи, поэтому содержание пульсаций можно легко минимизировать с помощью небольших фильтрующих конденсаторов. Регулировка напряжения может быть достигнута путем изменения частоты переключения. Изменения частоты переключения изменяют КПД трансформатора источника питания в достаточной степени, чтобы стабилизировать выходное напряжение.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Переменный ток — Электрический ток, который течет сначала в одном направлении, затем в другом; сокращенно AC.

Постоянный ток (DC) — Электрический ток, который всегда течет в одном направлении.

Фильтр — Электрическая схема предназначена для сглаживания колебаний напряжения.

Гармоника — Целое число, кратное основной частоте.

Гц — сокращение в системе СИ для Герц, единицы частоты (1 Гц = один цикл в секунду).

Внутреннее сопротивление — Фиктивное сопротивление, предлагаемое для объяснения колебаний напряжения.

Моделирование — Анализ сложного устройства с помощью более простой аналогии.

Ом— Единица электрического сопротивления, равная 1 вольт на ампер.

Параллельно — Параллельное электрическое соединение.

Выпрямление — Преобразование переменного тока (AC) в постоянный (DC) путем блокировки обратного потока заряда.

Пульсация — Повторяющееся изменение напряжения из-за недостаточной фильтрации.

Импульсные источники питания обычно не повреждаются внезапными короткими замыканиями. Действие переключения прекращается почти сразу, защищая питание и нагрузку цепи. Говорят, что импульсный источник питания остановился, когда чрезмерный ток прерывает его действие.

Импульсные источники питания имеют малый вес, поскольку их компоненты более эффективны на более высоких частотах. Трансформаторам требуется гораздо меньше железа в сердечниках на более высоких частотах.

Импульсные источники питания имеют незначительную пульсацию на слышимых частотах. Изменения в выходной мощности импульсного источника питания неслышны по сравнению с гудением, которое является обычным для источников питания, работающих при частоте сети переменного тока 60 Гц.

Источники питания — не самая привлекательная часть современной техники, но без них электронные продукты, которыми мы окружены, не могли бы функционировать.

См. Также Электричество; Электроника.

КНИГИ

Ленк, Рон. Практическое проектирование источников питания . Нью-Йорк: Wiley / IEEE, 2005.

Марк, Раймонд А. Демистификация импульсных источников питания . Oxford, UK: Newnes, 2005.

Donald Beaty

Характеристики и применение сигналов постоянного тока

В предыдущем видео мы объяснили значение слова «сигнал» в контексте электротехники, и мы ввел две широкие категории, а именно, переменный и постоянный ток, которые очень часто встречаются при обсуждении источников питания, компонентов и схем.Пришло время поближе познакомиться с сигналами постоянного тока.

Как выглядят реальные сигналы постоянного тока?

Основной характеристикой сигнала постоянного тока является отсутствие изменения полярности. Если вы подключите сигнал постоянного напряжения к резистору, результирующий ток всегда будет течь в одном и том же направлении. Величина тока может сильно варьироваться, но направление не меняется.

Некоторые из наиболее распространенных напряжений постоянного тока — это напряжения питания, генерируемые схемами регулятора, и, следовательно, некоторые люди могут ассоциировать термин «постоянный ток» с напряжениями или токами, которые являются полностью стабильными и постоянными.Тем не менее, это не так.

Во-первых, напряжения никогда не бывают идеально постоянными, даже если мы хотим, чтобы они были постоянными, потому что все сигналы содержат шум . Во-вторых, некоторые сигналы постоянного тока охватывают широкий (хотя и униполярный) диапазон амплитуд, поскольку на них влияют сильно изменяющиеся внешние условия. Давайте рассмотрим эти два аспекта сигналов постоянного тока более тщательно.

Электрический шум

Мы используем слово «шум» для обозначения нежелательных (и обычно небольших) колебаний напряжения и тока.Все сигналы постоянного (и переменного тока) содержат шум, потому что он создается неизбежными физическими процессами. Когда мы говорим, что сигнал постоянного тока имеет амплитуду 5 В, мы на самом деле имеем в виду, что средняя амплитуда или желаемая амплитуда равна 5 В. Если вы внимательно измеряете этот сигнал, вы увидите, что амплитуда постоянно увеличивается. и ниже 5 В.

На этом изображении показаны два измеренных сигнала с разными шумовыми характеристиками.

Неудивительно, что инженеры предпочитают сигналы с меньшим уровнем шума.Однако важно понимать, что амплитуда шума сама по себе менее важна, чем амплитуда шума относительно до амплитуды сигнала. Вот почему мы часто выражаем качество сигнала с помощью отношения сигнал / шум , сокращенно SNR.

Инженеры-электрики должны всегда помнить о наличии и потенциальных эффектах шума, даже при напряжении питания и медленно меняющихся сигналах постоянного тока. Для получения более подробной информации по этой интересной теме, пожалуйста, обратитесь к статье AAC о природе и происхождении электрического шума.

Пульсация

Один очень распространенный тип шума, обнаруживаемый в напряжениях постоянного тока, — это пульсация , генерируемая импульсными регуляторами. Слово «пульсация» относится к небольшим периодическим изменениям, связанным с действием включения / выключения регулятора. На изображении ниже показан измеренный сигнал, который демонстрирует пульсации переключения, а также два других типа шума.

Сигналы датчика постоянного тока

Мы часто сталкиваемся с сигналами постоянного тока при работе с датчиками .Эти компоненты генерируют сигналы напряжения или тока, которые позволяют нам отслеживать, анализировать и записывать физические условия и аспекты окружающей среды. Такие условия, как влажность, интенсивность света и абсолютная температура, очень изменчивы, но однополярны (например, сила света не может быть ниже нуля), и поэтому напряжение или ток, создаваемые датчиком, являются сигналом постоянного тока.

Применения постоянного напряжения и тока

Мы уже видели, что напряжение постоянного тока используется для подачи электроэнергии на электронные схемы и для представления изменений физических переменных.Величины постоянного тока также появляются в следующих приложениях:

Постоянный ток, ограниченный резистором, заставляет светодиоды (LED) излучать свет.
Механические и электронные переключатели могут подавать большие количества постоянного тока управления на двигатели, соленоиды и резистивные нагреватели.
Токи и напряжения постоянного тока определяют электрические условия, которые позволяют транзисторам усиливать сигналы переменного тока.

Одна и та же основная схема переключателя управляет светодиодом высокой интенсивности (слева) и реле (справа), разрешая или предотвращая прохождение постоянного тока.

Заключение

Сигналы постоянного тока и напряжения источника питания являются важными аспектами бесчисленного множества электронных систем, но инженеры-электрики также должны быть хорошо знакомы с сигналами переменного тока и методами, которые используются для анализа и проектирования цепей переменного тока.

Внешняя характеристика источника питания

Технические характеристики однофазных сварочных трансформаторов с нормальным магнитным рассеянием и реактивной обмоткой

Классификация сварки. Виды дуговой сварки

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

61. Внешняя хар-ка источников питания сварочной дуги. Сварочный трансформатор с повышенным магнитным рассеянием.

62. Внешняя хар-ка источников питания сварочной дуги. Сварочный генератор постоянного тока

63.Ручная дуговая сварка(рдс). Сущность процесса

Статическая вольт-амперная характеристика дуги. Внешняя характеристика источника питания

Внешняя характеристика — источник — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Внешняя характеристика — источник

Внешняя характеристика — источник — ток

Внешняя характеристика — источник — ток

Внешняя характеристика — Справочник химика 21

Вольт-амперная характеристика дуги (ВАХ) | Сварка и сварщик

Характеристика имеет три области

Основы управления питанием: Характеристики источника питания

Защита поставок

Электромагнитная совместимость (ЭМС)

Нормативные стандарты

Управление питанием, Глава 2: Характеристики источника питания

Защита поставок

PM Автобус

ISL8273M

iJA серии

Характеристики динамической нагрузки высоковольтного источника питания

Примечания по применению — Источники питания высокого напряжения

Характеристики динамической нагрузки высоковольтного источника питания

Ан-11

Характеристики генераторов постоянного тока | electricaleasy.com

1. Характеристика разомкнутой цепи (O.C.C.) (E

2. Внутренние или общие характеристики (E / I

3. Внешняя характеристика (V / I

Характеристики генератора постоянного тока с независимым возбуждением

Характеристики шунтирующего генератора постоянного тока

Характеристики генератора серии DC

Характеристики генератора смеси постоянного тока

— обзор

4.1 Первичный источник питания

Электропитание | Encyclopedia.com

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

КНИГИ

Характеристики и применение сигналов постоянного тока

Как выглядят реальные сигналы постоянного тока?

Электрический шум

Пульсация

Сигналы датчика постоянного тока

Применения постоянного напряжения и тока

Заключение

Добавить комментарий Отменить ответ