Посібник із застосування - Аналогове управління

ЩО РОБИТЬ ЕНЕРГЕТИЧНІ ПОСТАВКИ

Kepco також виготовляє цифрові інтерфейси для аналогово керованих моделей.

КОНТРОЛЬ АНАЛОГУ

Оскільки, ймовірно, наявний сигнал не буде відповідати вимогам полярності та амплітуди, Kepco вбудовує одне або кілька "попередніх підсилювачів" або "необ'єднаних підсилювачів" у багато своїх аналогово програмованих джерел живлення. Вони можуть служити для інвертування та масштабування наявного керуючого сигналу до необхідних 0 до + 10В. Крім того, необмежені підсилювачі можуть бути використані для виконання таких операційних функцій, як інтеграція або підсумовування. Для характеристики цих додаткових операційних підсилювачів, які вбудовані в аналогово програмовані джерела живлення Kepco, специфікації містять інформацію про вплив змін напруги джерела, температури та дрейфу на вхідну зміщену напругу та струм зміщення. Фіксована частина компенсацій нульова. Табличні характеристики стосуються змін, викликаних основними величинами впливу.

Основна лінійна методика послідовного проходження для стабілізації пропонує можливість підсилювальних методів управління. Kepco називає це "Операційним програмуванням", оскільки арифметика управління дуже нагадує рівняння, що використовуються для характеристики аналогових операційних підсилювачів. Як і підсилювачі, оперативно програмовані джерела живлення можуть використовуватися для моделювання та моделювання реальних ситуацій. Ви можете використовувати їх для посилення, масштабування, інвертування, інтегрування та комбінування різних вхідних сигналів для отримання потужних вихідних сигналів, які можуть приводити в рух двигуни, лампи освітлення, запускати обігрівачі, заряджати і розряджати батареї та керувати різними механізмами.

ВИСОКА ШВИДКІСТЬ

Спеціальна техніка, яка використовує регульовані мережі затримки, дозволяє деяким з наших оперативно програмованих моделей функціонувати без звичайного вихідного конденсатора. Це, в свою чергу, забезпечує відносно широку пропускну здатність сигналу для модуляції та швидкого обертання вихідного сигналу. У високошвидкісних автоматичних тестових додатках це дозволяє швидко змінювати рівень. Такі високошвидкісні джерела живлення (ATE, BOP, BHK-MG) функціонують краще, ніж їх звичайно відфільтровані аналоги, коли перебувають у поточному режимі стабілізації. Їх реакція на перехідні процеси крокового навантаження до 1000 разів швидша.

РИСУНОК 1 - Вплив зміни навантаження на стабілізатор струму. Час заряду і розряду вихідного конденсатора контролює час відновлення

ПОТОЧНА СТАБІЛІЗАЦІЯ

Щоб зрозуміти стабілізацію струму, спочатку потрібно зупинитися і розглянути, що мається на увазі під ідеєю як стабілізації напруги, так і стабілізації струму.

В одному сенсі це описи очікуваної реакції блоку живлення на зміни навантаження. Стабілізатор напруги реагуватиме зміною свого струму вздовж прямолінійного геометричного місця, яке визначає фіксовану напругу (рис. 3а), тоді як стабілізатор струму робить якраз навпаки (рис. 3б). Діаграма послідовних робочих точок, створених у міру зміни навантаження, створює пряму лінію з фіксованим струмом для стабілізатора струму.

Рисунок 3a та 3b - Поняття "стабілізація напруги" або "стабілізація струму" відноситься до місця точок, за якими буде простежуватися різне навантаження, якщо ви спостерігаєте за зміною вихідної напруги та струму джерела живлення, що завантажується

Ми розуміємо опір або імпеданс як відношення зміни напруги до зміни струму. На графіку робочих точок стабілізатора напруги ми спостерігаємо дуже малу зміну напруги при великій зміні струму, що відповідає низькому імпедансу джерела. Якби стабілізатор був ідеальним, цей імпеданс наближався б до нуля. Відповідна діаграма для стабілізатора струму передбачає дуже високий імпеданс, і справді, ідеальне джерело струму буде мати майже нескінченний імпеданс джерела.

Принциповим символом джерела напруги є акумулятор, а в режимі холостого ходу - обрив ланцюга. Символом джерела струму є обведена стрілка, а його простоєм є коротке замикання. Див. Малюнок 2.

ВИХІДНИЙ ІМПАНС

У цьому каталозі ми розраховуємо фактичний опір джерела точних аналогових стабілізаторів Kepco. Значення імпедансу відображаються як в режимах напруги, так і в струмі. Це на додаток до простого вказівки номінального ступеня стабілізації або регулювання, якого джерело живлення досягає своїм підсилювачем зворотного зв'язку з високим коефіцієнтом підсилення. Показники резистивної індуктивності та ємності наведені в модельних таблицях. Однією з причин для цього є те, що вихідний опір - це неправильно зрозуміла специфікація джерела живлення, яка фактично визначається при d-c, коли вказана стабілізація ефекту навантаження. Його значення очевидно на частотах, відмінних від d-c. Вихідний опір джерела живлення характеризується як з точки зору опору постійного струму, так і реактивного елемента. При високих частотах навантаження реактивний компонент домінує у технічних характеристиках.

РИСУНОК 4a та 4b - Діаграма вихідного імпедансу проти частоти для стабілізатора напруги та для стабілізатора струму

При стабілізації напруги реактивний опір є ефективною послідовною індуктивністю, яка при високих частотах вносить значну ненульову складову. Імпеданс підвищується на рівні 6 дБ/октава із збільшенням частоти.

При стабілізації струму реактивний опір є ефективною шунтуючою ємністю. Це запобігає нескінченності імпедансу. Дійсно, імпеданс падає на 6 дБ/октаву із збільшенням частоти.

Таблиця імпедансу дозволить скласти графік реактивного імпедансу котушок індуктивності та конденсаторів. Це журнал-журнал. Див. Малюнок 5.

ЕФЕКТ ВИХІДНОГО КОНДЕНСАТОРА

Звичайно відфільтрований блок живлення має досить великий вихідний конденсатор для накопичення енергії як стабілізатора напруги і для динамічної стабілізації. Цей конденсатор шунтує вихід з низьким опором. Це чудово для режиму напруги, але не дуже добре, коли струм повинен бути стабілізованим.

Проблема виникає із дворежимним блоком живлення, який намагається бути стабілізатором напруги та струму. Вони називаються автоматичний кросовер конструкцій. Проблема в тому, що вони не можуть бути дуже хорошими стабілізаторами струму з великим вихідним конденсатором з низьким імпедансом, застрягшим на виході. Ідея режиму стабілізації струму полягає в тому, що, хоча струм залишається фіксованим у міру зміни навантаження, напруга повинна залишатися вільною, щоб змінюватись пропорційно опору навантаження. Конденсатор перешкоджає будь-якій зміні напруги на його клемах і, отже, несумісний зі спритністю напруги, яка повинна характеризувати стабілізацію струму.

ATE та BHK-MG від Kepco дозволяють користувачам відключати вихідний конденсатор, коли вони хочуть оптимізувати продуктивність у поточному режимі. Моделі BOP для початку не мають вихідних конденсаторів.

Безконденсаторне джерело живлення динамічно менш стабільне, ніж звичайно відфільтрована конструкція. Він набагато менш толерантний до реактивних навантажень, коливається, якщо опір навантаження не компенсується. Такі агрегати та режими роботи не слід вибирати для звичайного використання, особливо якщо навантаження реактивне.

ЗАВАНТАЖИТИ

Прямі лінії на малюнках 3a і 3b мали б тенденцію до нескінченної напруги або нескінченного струму, якщо б вони не були обмежені якимось чином. Що стосується стабілізатора напруги, перспектива нескінченного струму традиційно має безліч рішень: запобіжники, автоматичні вимикачі та, у більш сучасних конструкціях, обмежувачі струму. Для стабілізатора струму відповідна перспектива нескінченної напруги є набагато менш звичною і, отже, менш лякаючою. Це не менш реальна проблема.

Джерела живлення ATE, BHK-MG, MAT та MST від Kepco є конструкцією "автоматичного кросовера". Спільним для всіх є думка, що коефіцієнт підсилення, точність і продуктивність поточного каналу управління настільки наближені до продуктивності каналу управління напругою, наскільки ми можемо це отримати. Крім того, ці джерела живлення здатні працювати повністю на рівні 0-100 відсотків напруги та струму. Джерела живлення BOP мають 4-квадрантну конструкцію. Вони повністю обмежені обмеженням напруги при стабілізації струму та обмеженням струму при стабілізації напруги. За допомогою селектора визначається, чи напруга чи струм є параметром, який стабілізується. Це не автоматично. Отже, BOP не вважаються автоматичним кросовером.

Автоматичне кросоверне джерело живлення використовує додатковий характер режимів напруги та струму для формування меж один для одного. Див. Рисунок 6. Тут геометричне місце напруги поєднується з геометричним струмом, утворюючи замкнутий, повністю обмежений прямокутник, лінії напруги та струму якого можна розташувати за бажанням користувача. Вертикальне місце стабілізації струму забезпечує максимальне обмеження струму струму навантаження, що виробляється стабілізатором напруги, тоді як горизонтальне місце стабілізації напруги забезпечує максимальне обмеження напруги напруги навантаження, яке виробляє стабілізатор струму.

РИСУНОК 6 - Прямокутна геометрія конструкції автоматичного кросовера, в якій режим напруги служить для захисту струму від перевантаження і навпаки

Протилежність перевантаження - простою. Якщо ми розуміємо різницю між тим, що становить перевантаження до стабілізатора напруги та стабілізатора струму, то ми можемо зрозуміти, що для них означає простоювати. Для режиму напруги це інтуїтивно зрозуміло. Нульовий струм не працює. Цього можна досягти, розмикаючи ланцюг на його навантаження за допомогою перемикача або реле. У MAT і MST від Kepco реле "увімкнення виходу" розмикають з'єднання з навантаженням на холостому ходу агрегатів в режимі напруги. Для поточного режиму він менш інтуїтивний. Стабілізатор струму простоює, коли не видає напруги. Цього можна досягти замиканням виходу за допомогою перемикача або реле. Реле включення виходу MAT та MST роблять саме це, коли агрегати працюють на холостому ходу в поточному режимі.

Примітка. Щоб джерело живлення було справжньою конструкцією автоматичного кросовера, воно ПОВИННО спрацьовувати безкінечно в режимі короткого замикання, яке в режимі очікування в режимі очікування поточного режиму. Поки режим не працює, блок живлення, завдяки своїй топології послідовного проходження, працює дуже важко. Всі джерела живлення Kepco мають достатню кількість "кінських сил", що дозволяють зробити це без особливих зусиль. Багато конкурентних підрозділів цього не роблять. Пояснення щодо цього див. У розділі «ТЕПЛООСИПАННЯ». ABC, звичайно, є комутаційним режимом.

ДЖЕРЕЛО-РОКОЛ

Значення потужності зниження потужності в джерелах живлення полягає в двох додатках: Коли BOP керує реактивними навантаженнями, особливо в частотній області, буде частина кожного циклу, коли напруга та струм виходять з ладу, і один може бути позитивний, де інший негативний. У цій ситуації навантаження забезпечує частину кожного циклу живлення джерелом живлення, а джерелом живлення є раковина.

Інша ситуація полягає в тому, що для живлення батарей використовується джерело живлення, можливо, що імітує цикл світло-темно навколо сонячних елементів. Під час темряви або розрядної частини циклу мийка забирає енергію з батарей. У певному сенсі такий додаток схожий на електронне навантаження.

ОДИН КВАДРАНТ, ДВА КВАДРАНТИ АБО ЧЕТВЕРТИ

Джерела живлення, які виробляють єдину полярність напруги і полярність струму, є, природно, одиницями квадранта. Прямокутник напруги і струму автоматичного кросоверного джерела живлення лежить в одному квадранті. Однак насправді є чотири квадранти. Напруга може бути плюс-мінус, а сила струму може бути плюсом-мінусом. Моделі Kepco MAT і MST з їх реле зворотної полярності можна розглядати як два прилади квадранта. Див. Малюнок 7.

РИСУНОК 7 - Два результати роботи квадранта, коли реле використовуються для забезпечення зміни полярності

Коли струм (у загальноприйнятому розумінні) витікає з клем + напруги. s в акумуляторі. ми говоримо, що це ДЖЕРЕЛО. Коли струм перетікає в термінал +. як у резисторі. ми говоримо, що це МОРОКА. Зазвичай джерела живлення розглядаються як ДЖЕРЕЛА. Навантаження, електронні або резистивні, розглядаються як МОЙКИ. Можна поєднати навантаження та джерело живлення таким чином, щоб він поводився як джерело, так і поглинач. Див. Малюнок 8.

РИСУНОК 8 - Робота джерела та поглинача досягається попередньою навантаженням джерела струму послідовно з попередньо навантаженим резистором, RPL. Це робить струм попереднього навантаження, IPL, незалежним від напруги, EO. Якщо EO є фіксованою напругою, для створення попереднього навантаження може бути використаний простий резистор. Сума + IL і –IL - це поточний рейтинг джерела напруги EO

Біполярні джерела живлення серії BOP від Kepco працюють у чотирьох квадрантах. Вони можуть виробляти як позитивну, так і негативну напругу та струм і працювати як джерелом, так і поглиначем. BOP - це справжні підсилювачі постійного струму в діапазоні, які можуть відтворювати складну авеформу, що рухається плавно і лінійно через нуль. Тим не менше, вони є твердими джерелами постійного струму, здатними видавати фіксовану потужність протягом необмеженого часу, що значно перевищує звичайні підсилювачі. Отже, фраза "Біполярне операційне джерело живлення" (BOP).

РИСУНОК 9 - Працює чотири квадранти від джерела живлення Kepco BOP

BOP - це найкращий аналоговий блок живлення, що реагує як на амплітудні, так і на полярні сигнали з високою швидкістю. Коли їх запрягають у цифрові контролери, або їх вбудовану BIT-карту, або зовнішню SN-карту, їх вихід, звичайно, оцифровується. Більше вони не плавно прокручували нуль до будь-якої напруги чи поточного положення в чотирьох квадрантах. Цифрово керовані шиною, вони заїкаються кроком із жорсткими кроками, з роздільною здатністю, керованою цифровою системою.

Хоча реверс полярності, який забезпечують реле в блоках живлення MAT та MST, є механічним, а не електронним, як у BOP, коли враховуються обмеження швидкості та обмеження роздільної здатності цифрового управління, чистий ефект подібний. Якщо не потрібна здатність BOP до SINK, реверсування полярності реле є способом отримання біполярного виходу (лише два квадранти).

РОЗСІЮВАННЯ ТЕПЛА

Ключ до можливості функціонувати в різних квадрантах на високій швидкості, без зниження рейтингу, без обмежень по тривалості та навантаженню, - це ефективне розподілення тепла. Концепція лінійної топології послідовних проходів полягає в тому, що силові транзистори (або МОП-транзистори у високовольтних моделях) здатні перетворювати небажану потужність у ТЕПЛО. Роблячи це, вони можуть дуже точно виміряти потік потужності до вашого навантаження. Оскільки живлення можна швидко перемикати між дисипатором і навантаженням, такі ЛІНІЙНІ блоки живлення дуже швидко реагують на зміну вимог до навантаження.

Моделі BOP High Power - це чотири квадрантні джерела живлення, що використовують перехідний режим для підвищення ефективності. Тому їх пропускна здатність обов'язково менша, ніж для лінійного проектування. Щоб уникнути розсіювання потонулої енергії, моделі BOP High Power використовують рекуперацію енергії, передаючи вантажну трубу назад до електромережі змінного струму.

ДИСТАНЦІЙНЕ ЗУМОВЛЕННЯ ПОМИЛОК

Якщо між джерелом живлення і навантаженням встановлено 4-провідне з’єднання Кельвіна (рис. 10), можна розташувати дроти так, щоб одна пара несла струм навантаження, а друга пара змушувала визначати вихідну напругу без падіння напруги похибка, спричинена потоком струму через опір сполучних проводів. Таким чином, джерела живлення можуть бути призначені для компенсації опору навантажувальних кабелів. Всі лінійні джерела живлення Kepco були розроблені з одним додатковим вільним напругою (джерело живлення 0-6В справді здатне 0-7В); цей додатковий вольт дозволяє скинути до 0,5 В на провід навантаження і при цьому отримати повну номінальну потужність при навантаженні. Моделі з сильним струмом, що перемикаються (BOP High Power), мають додаткові 0,5 В, що дозволяє падати до 0,25 В на провід.

РИСУНОК 10 - Схема, що ілюструє використання дистанційного зондування помилок для стабілізації напруги

Потрібно бути обережним при використанні дистанційного зондування. Легко ввести шум через підхоплення. Провід повинен бути екранованим у шумному середовищі, і, можливо, його потрібно буде скрутити між собою або відповідним навантажувальним проводом, щоб мінімізувати індуктивність, наявну в довготривалій роботі. Найголовніше, слід бути обережним при підключенні, відключенні або перемиканні 4-х проводових ланцюгів навантаження. Навантажувальні дроти повинні завжди з’єднуватися перед сенсорними проводами, а сенсорні проводи повинні розриватися до навантажувальних проводів. В іншому випадку ризикує протікання сильного струму вниз по світловідвідних сенсорах.

ДІОДИ ЗАХИСТУ ЧУТТЯ

Стабілізовані джерела живлення Kepco мають спеціальний діод, підключений через кожну лінію виявлення помилок (до відповідного вихідного терміналу), функція якої полягає у проведенні, якщо випадково пропущено з'єднання. Ці діоди запобігають неконтрольованій реакції, коли посилання розімкнуті та відсутнє віддалене з'єднання. Див. Малюнок 11.

Діоди становлять можливу небезпеку для користувачів, які бажають вмикати та вимикати свої навантаження. Якщо використовується дистанційне зондування помилок, і якщо джерело живлення сильно навантажений, перемикач, що розмикає лише навантажувальні дроти, кидає тягар на датчики зондування. Це не тільки призведе до пошкодження діодів з помилками, але і може призвести до небезпечного перегріву дротових сенсорів, що використовуються між джерелом живлення та його навантаженням.

При перемиканні навантаження на джерело живлення, яке використовує 4-провідне підключення до свого навантаження, перемикач повинен переривати як ланцюг навантаження, так і сенсорний ланцюг. Переважно сенсовий ланцюг слід перервати першим і відновити останнім.