Estäen jännitteen vaihtelun, joka johtuu Tehonsyöttöjohdoista

maalis 10, 2022
admin

, kun käytetään teholähteitä, kuten askelsäätimiä tai lineaarisia säätelijöitä, ne säätelevät asetettua jännitettä, joka tuottaa kuormalle sähköenergiaa. Joissakin sovelluksissa—esimerkiksi laboratorion virtalähteissä tai elektronisissa järjestelmissä, joissa eri komponentit on kytketty pidempiin kaapeleihin-säännelty jännite ei ole aina erityisen tarkka siinä kohdassa, jossa sitä tarvitaan erilaisten jännitepudotusten vuoksi yhdysjohdoissa. Säätötarkkuus riippuu monista parametreista. Yksi on dc-tarkkuus, kun kuorma tarvitsee jatkuvaa ja jatkuvaa virtaa. On myös ac tarkkuus jännite syntyy. Tämä määräytyy sen mukaan, miten syntynyt jännite käyttäytyy kuormituksen transienteilla. Efekteillä, joilla on rooli dc-tarkkuudessa, on tarvittava jänniteviite, mahdollisesti resistiivinen jännitteenjakaja, ja virhevahvistimen käyttäytyminen sekä eräät muut virtalähteen vaikutukset. Ac-tarkkuuden kriittisiä tekijöitä ovat valittu tehotaso, varakondensaattorit sekä säätösilmukan arkkitehtuuri ja muotoilu.

kaikkien näiden syntyneen syöttöjännitteen tarkkuuteen vaikuttavien vaikutusten lisäksi on kuitenkin otettava huomioon muitakin vaikutuksia. Jos virtalähde on tilallisesti erotettu syötettävästä kuormasta, säädetyn jännitteen ja sen paikan välillä, jossa sähköenergiaa tarvitaan, tapahtuu jännitehäviö. Tämä jännitehäviö riippuu jännitteensäätimen ja kuorman välisestä resistanssista. Tämä voi olla kaapeli, jossa on pistokoskettimet tai pidempi jälki laudalla.

kuvassa 1 esitetään virtalähteen ja kuorman välinen vastus. Syötön tuottamaa jännitettä voidaan lisätä hieman tämän vastuksen jännitehäviöiden kompensoimiseksi. Valitettavasti tuloksena oleva jännitteen lasku linjan vastuksen yli riippuu kuormitusvirrasta eli linjan läpi virtaavasta virrasta. Suurempi virta johtaa suurempaan jännitehäviöön kuin pienempi virta. Kuormalle syötetään siis melko epätarkasti säädeltyä jännitettä, joka riippuu linjan vastuksesta ja vastaavasta virtavirrasta.

jännitteensäätimen ja siihen liittyvän kuormituksen välinen fyysinen etäisyys

Kuva 1. Jännitteensäätimen ja siihen liittyvän kuormituksen välinen fyysinen etäisyys.

ongelmaan löytyi ratkaisu jo varhain. Lisäyhteys voidaan ajaa rinnakkain varsinaisen liitäntälinjan kanssa. Kelvin-aistilinjat mittaavat jännitettä sähköisellä kuormituspuolella. Kuvassa 1 Nämä lisäviivat on merkitty punaisella. Nämä mitatut arvot integroidaan sitten syöttöjännitteen säätöön virtalähteen puolella. Tämä käsite toimii melko hyvin, mutta on haitta edellyttää lisää järkeä johtaa. Tällaiset linjat voivat yleensä olla hyvin pieni halkaisija, koska ne eivät kulje suuria virtauksia. Mittausjohdon asentaminen liitäntäkaapeliin suurempia virtauksia varten aiheuttaa kuitenkin ylimääräistä vaivaa ja suuria kustannuksia.

on myös mahdollista kompensoida jännitehäviö virtalähteen ja kuorman välisellä liitäntälinjalla ilman lisäjohtoparia. Tämä on erityisen kiinnostavaa sovelluksissa, joissa monimutkaiset kaapelit ovat monimutkaisia ja kalliita ja joissa syntyvä EMC-häiriö voisi helposti kytkeytyä jännitteen testausjohtimiin. Toinen mahdollisuus on käyttää erityistä linjapudotuskorvausta IC, kuten LT6110. Tämä lisätään jännitteen tuottopuolelle ja mittaa virran ennen liitäntälinjaan tuloa. Tämän mitatun virran perusteella virtalähteen lähtöjännitettä säädetään siten, että kuormituspuolen jännite on hyvin tarkasti säädelty kuormitusvirrasta riippumatta.

LT6110: tä käytetään virtalähteen lähtöjännitteen säätämiseen liitäntälinjan jännitehäviön kompensoimiseksi

kuva 2. LT6110: tä käytetään virtalähteen lähtöjännitteen säätämiseen liitäntälinjan jännitehäviön kompensoimiseksi.

lt6110: n kaltaisen komponentin virransyöttöjännitettä voidaan säätää kulloisenkin kuormitusvirran mukaan; tämä säätö edellyttää kuitenkin tietoa linjan vastuksesta. Tämä tieto on saatavilla monissa—mutta ei kaikissa-sovelluksissa. Jos liitäntäjohto voidaan vaihtaa pitempään tai lyhyempään laitteen käyttöiän aikana, LT6110: n aiheuttama jännitteen kompensointi on myös säädettävä.

jos johtoresistanssi muuttuu laitteen käytön aikana, on olemassa komponentteja, kuten LT4180, jotka voivat käyttää vaihtovirtasignaaleja tulokondensaattorin läsnä ollessa kuormituspuolella tehdäkseen virtuaalisia ennusteita liitäntälinjan resistanssista ja voivat siten tarjota erittäin tarkan jännitteen kuormituksessa.

Kuvassa 3 on lt4180: n kanssa tehty sovellus, jossa voimajohdon vastus ei ole tiedossa. Linjan tulojännite säädetään vastaavaan linjan vastukseen. LT4180: n avulla tämä tapahtuu ilman Kelvin-aistiviivoja muuttamalla virtaa vaiheittain linjan läpi ja mittaamalla vastaava jännitemuutos. Mittaustulosta käytetään tuntemattoman linjan jännitehäviöiden määrittämiseen. Näitä tietoja käytetään dc-dc-muuntimen lähtöjännitteen optimaaliseen säätämiseen.

Lt4180: n kanssa kulkevan linjan virtuaalinen etämittaus

kuva 3. Lt4180: n kanssa kulkevan linjan virtuaalinen etämittaus.

tällainen mittaus toimii hyvin, kunhan kuormituspuolen solmulla on alhainen ac-impedanssi. Näin on monissa sovelluksissa, sillä pitkän liitäntälinjan jälkeinen kuormitus vaatii tietyn määrän energian varastointia. Alhaisen impedanssin vuoksi tasavirta-tasavirta-Muuntimen Lähtövirta voidaan moduloida ja linjan vastus määritetään jännitteen mittauksen avulla puolella ennen liitäntälinjaa.

jännitemuuntimella ei ole merkitystä ainoastaan siinä, että syöttöjännite on onnistuneesti säädelty, vaan myös kuorman syöttöjohdolla.

johtopäätös

haluttua tasavirtatarkkuutta voidaan lisätä ylimääräisillä Kelvin-aistiviivoilla. Vaihtoehtona näille ylimääräisille sense-johdoille on myös integroituja piirejä, jotka kompensoivat jännitteen laskua linjan yli ilman Kelvin sense-linjaa. Tämä on hyödyllistä, jos Kelvin sense-linjan kustannukset ovat liian korkeat tai jos olemassa olevia linjoja on käytettävä ilman ylimääräisiä sense-johtoja. Näiden vihjeiden avulla voidaan helposti saavuttaa suurempi jännitetarkkuus.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.