Розсіювання потужності в ланцюгах

Опубліковано 18 листопада 2018 р

У звичайній розмові влада часто міняється багатьма подібними, але насправді різними словами - енергія є великою. Потужність - це кількість енергії, яка витрачається за певний проміжок часу. Хоча потужність міститься у багатьох різних сферах, таких як кінські сили в автомобілях, найчастіше вона вимірюється у ватах в межах галузі електротехніки та електроніки. В електроніці розсіювання потужності, як правило, є мірою того, скільки тепла виділяється через неефективність схеми. Хоча з цього є винятки, наприклад, у випадку з вентиляторами, ми хотіли б зосередити увагу на розсіюванні потужності в резисторах або інших компонентах.

Як знайти розсіювання потужності за допомогою резисторів

Формула потужності досить проста:

Якщо ви знаєте падіння напруги на компоненті та струм, що проходить через нього, ви можете визначити розсіювання потужності, використовуючи елементарну математику. Якщо у вас немає однієї з цих двох змінних, надія не втрачається. Використовуючи закон Ома, ми знаємо

Тож ми можемо змінити це рівняння потужності на:

Розсіювання потужності в запам'ятовуючих пристроях

Є два компоненти, які новачки іноді помилково намагаються з’ясувати, як вони розсіюються. Ідеальні конденсатори та індуктори не розсіюють потужність - це запам'ятовуючі пристрої. Хоча іноді конденсатори та індуктори мають напругу на них та струм через них, вони перебувають у процесі зарядки або розрядки, і потужність не розсіюється. Зверніть увагу на термін "ідеальний" - насправді вони мають послідовний опір, який спричиняє незначну втрату потужності, але, в більшості випадків, їх можна ігнорувати.

Втрати потужності від комутації

Високоефективні джерела живлення, а також надзвичайно ефективні підсилювачі класу D використовують високошвидкісне перемикання для досягнення своєї ефективності. Теоретично підсилювачі класу D можуть досягти 100% ефективності, але насправді вони втрачають потужність під час переходу від вимкнення та ввімкнення.

Коли перемикач відкритий, навіть якщо напруга дуже висока, струму немає. При P = IV немає потужності, якщо I дорівнює нулю. Коли перемикач закритий, навіть якщо струм високий, напруга на вимикачі відсутня. Отже, знову ж таки, якщо I великий, а V дорівнює нулю, то розсіювання потужності не відбувається. Але поки перемикач змінює стан, опір переходить між «0» і «∞», і саме під час цього переходу потужність розсіюється.

Чи розмивання енергії коли-небудь є хорошою справою?

Звичайно! Хоча неефективне електричне опалення надзвичайно просто. Опірний дріт, як і ніхром, є основою більшості виробничих обігрівачів, тостерів і фенів. А надзвичайно неефективні лампочки розжарювання роками використовуються людьми як недорогі обігрівачі у невеликих приміщеннях. Отже, якщо ваша ціль - це тепло, то це менше питання зменшення розсіювання потужності, а більше його контроль та безпечне використання.

Загальні поради щодо розсіювання потужності

Переконайтеся, що ваші резистори розраховані на правильну потужність. На відміну від їжі, електроніка не стає кращою при приготуванні.
Переконайтеся, що рейтинги IC включають або не включають радіатори, і плануйте відповідно. Якщо у вас є TO-220, їхня здатність розсіювання потужності значно збільшується за допомогою радіатора.
Створюючи друковані плати, переконайтеся, що ваші сліди достатньо великі, щоб мати достатньо низький опір, щоб вони не нагрівалися занадто сильно. Для цього у нас є калькулятор.

Якщо ви створюєте комутаційну схему, зменшіть час перемикання наскільки це можливо. Це робиться завдяки зростанню швидкості наростання якомога крутішим, що досягається зменшенням ємності на лінії.