ما هي الاستجابة العابرة؟

يحتاج محول الطاقة المثالي إلى الحفاظ على جهد خرج ثابت ، بغض النظر عن كيفية تغير الحمل. ومع ذلك ، في التطبيقات ، ستؤثر خطوة تحميل الإخراج على جهد الخرج. على سبيل المثال ، مقدار التغيير في جهد الخرج المقاس للأحمال المختلفة في الحالة المستقرة هو تنظيم الحمل. عندما يتغير الحمل في حالة عابرة ، من الضروري مراعاة التجاوز ، والعجز عن الهدف ، ووقت استعادة جهد الخرج. تعتمد هذه المؤشرات الثلاثة جميعها على نظام تعويض المحول. ستقدم هذه المقالة عملية حدوث الاستجابة العابرة والعوامل التي تؤثر على الاستجابة العابرة ومراقبة التغيرات في جهد الخرج في ظل ظروف مختلفة من خلال قياس شكل الموجة الفعلي ، وتقديم اقتراحات للتحسين.

1. استجابة عابرة

عندما يتغير الحمل على الفور ، سينتج جهد الخرج رد فعل. بمعنى آخر ، عملية العودة إلى القيمة المحددة بعد ارتفاع أو انخفاض جهد الخرج ، وهو ما يسمى الاستجابة العابرة.

فيما يلي محول الطاقة يستخدم لتحليل كيفية حدوث الاستجابة العابرة. الشكل 1 هو مخطط دائرة تخطيطي لمحول الطاقة. ويوضح الشكل 2 العملية التي عندما يتحول تيار الحمل من الضوء إلى الثقيل ، يتفاعل جهد الخرج وتيار المحرِّض في نفس الوقت. في ظل التغييرات الحالية ، لا يمكن اعتبار السعة مكثفًا مثاليًا ، لذلك يجب مراعاة العناصر الطفيلية ، بما في ذلك مقاومة السلسلة المكافئة (ESR) ومحاثة السلسلة المكافئة (ESL).

عندما تزداد خطوة التحميل وتيار الخرج على الفور ، لا يستطيع المحول الاستجابة لتوفير تيار كافٍ على الفور. لذا فإن مكثف الخرج يفرغ للتعويض عن نقص تيار الخرج ، و ESR و ESL لمكثف الخرج سيجعل الجهد عبر مكثف الخرج ينخفض. يتسبب ESR في انخفاض الجهد ويرتبط بشكل إيجابي بدرجة تغير الحمل. يقلل ESL الجهد على جانبي مكثف الخرج ويولد طفرات. وفقًا لخصائص المحاثة ، ترتبط الارتفاعات المتولدة بواسطة ESL بوقت الحمل العابر. إذا زاد الحمل بشكل أسرع ، كلما زادت طفرات الجهد.

عندما يتم اكتشاف انخفاض الجهد بواسطة مضخم الخطأ ، سيزيد نظام التغذية المرتدة من جهد المعوض ويزيد وقت تشغيل المفتاح Q1. بحيث يرتفع تيار المحرِّض لمقابلة تيار الحمل المتزايد ، ويبدأ المكثف في الشحن. يميل جهد الخرج إلى الاستقرار.

يمكن لاختبار الاستجابة العابرة أن يفهم استقرار جهد خرج المحول. تحدد مواصفات محول الطاقة عادةً وقت الاستجابة العابر وتحمل جهد الخرج. يجب أن يلاحظ أثناء القياس أن وقت الحمل العابر يجب أن يكون أقصر بكثير من وقت الاسترداد العابر ، ويجب أن تكون فترة الحمل العابر أكبر من وقت استرداد المحول ، وإلا لا يمكن عرض مشكلة الاستقرار على شكل الموجة.

يوضح الشكل التالي شكل موجة استجابة عابرة نموذجي. في هذه الحالة ، يكون الإخراج 12VDC ، والحمل من 75٪ إلى 100٪ إلى 75٪ ، والحد الأقصى لتغيير الجهد هو 100mV ، وهو ما يعادل 0.8٪ من جهد الخرج ، ووقت الاسترداد 250ms. إن عملية استعادة الجهد العابر عبارة عن منحنى سلس يظهر خصائص دارة ثابتة.

2. العوامل التي تؤثر على الاستجابة العابرة

في نظام التحكم العام ، هناك عدة عوامل تؤثر على أداء الاستجابة العابرة. بادئ ذي بدء ، المكونات المستخدمة في الحلقة بأكملها ، مثل الاقتران البصري ، والصمامات الثنائية ، والمحولات ، لها وقت تأخير. هذا يعني أنه عندما يتغير الحمل ، سيبدأ المحول في التفاعل بعد أقل وقت تأخير. لا يمثل هذا الحد الأدنى من وقت التأخير وقت الاستجابة العابر ، بل يمثل جزءًا صغيرًا منه فقط.

العوامل الرئيسية التي تؤثر على الاستجابة العابرة مثل مستوى تعويض مضخم الخطأ الداخلي. يتم استخدام مضخم الخطأ لضبط PWM (تعديل عرض النبض) ، ويقوم PWM بتعديل وقت الترانزستور للاستجابة للتغيير في جهد الخرج. وسيؤثر عرض النطاق الترددي لحلقة التحكم على سرعة الضبط. عندما يكون عرض النطاق الترددي أكبر ، يمكن ضبط الحمل العابر بسرعة أكبر.

هناك عاملان يؤثران على الاستجابة العابرة في الظروف الخارجية. واحد هو سعة الخرج. إذا كانت السعة كبيرة ، يمكن أن ينخفض ​​التجاوز عن الهدف أو تجاوز جهد الخرج ، لكن وقت الاسترداد سيزداد. والثاني هو حجم التغيير ومعدل تغير تيار الحمل. عندما يرتفع تيار الحمل أو ينخفض ​​ببطء ، تكون قيمة الذروة لجهد الخرج صغيرة. بالإضافة إلى ذلك ، عندما يزداد حجم خطوة الحمل ، سيرتفع جهد الخرج أو ينخفض ​​بشكل حاد.

3. شكل الموجة

• السعة مختلفة

عندما تكون خطوة التحميل ثابتة (حمولة من 50٪ إلى 100٪) ، فإن التغيير الوحيد هو قيمة سعة مكثف الخرج. يمكن أن يعرف من الأشكال الموجية الثلاثة التالية أنه كلما زادت السعة ، قل اختلاف جهد الخرج ، لكن وقت الاسترداد سيزداد.

• حجم مختلف من خطوة الحمل

عندما تكون سعة الخرج ثابتة (100 فائق التوهج) ، يكون الاختلاف الوحيد هو حجم تغيير خطوة الحمل. عندما تكون خطوة التحميل 25٪ حمولة (من 75٪ إلى 100٪) ، يكون الحد الأدنى لجهد الخرج 50 مللي فولت ، ووقت الاسترداد 200us. ثم يوضح الشكل 8 و 9 أن خطوة التحميل تزداد إلى 50٪ و 75٪ تحميل ، مما يجعل الجهد أقل من الهدف أكبر ، ويحتاج وقت الاسترداد لفترة أطول.

• معدل مختلف لتغيير الحمل

توضح الأشكال التالية أدناه أن المعدل المختلف للحمل يتغير. كلما ارتفع أو انخفض تيار الحمل الأسرع ، كلما زاد جهد الخرج عن الهدف أو تجاوز الهدف. على النقيض من ذلك ، ينتج عن خطوة الحمل الأبطأ تغير أقل في جهد الخرج.

4. طريقة محسنة

• أضف مكثف الإخراج

لتحقيق جهد خرج ثابت ، فإن أسهل طريقة هي زيادة سعة الخرج ، ولكن لا يزال يتعين مراعاة ESR و ESL. تحتوي المكثفات الخزفية على ESR منخفضة وهي أيضًا خيار أفضل في تقليل عابر الجهد. بشكل عام ، يتم وضع المكثفات الخزفية بالقرب من نهاية التحميل للتطبيق الفعلي. بالإضافة إلى تقليل عابر الجهد ، فإنه يتجنب أيضًا التذبذبات في حلقة التحكم في المحول. إلى جانب ذلك ، يمكنك إضافة مكثف إلكتروليتي بالقرب من خرج المحول. عندما تكون هناك خطوة تحميل ، سيتفاعل المكثف الإلكتروليتي بسرعة في المرحلة الأولية بحيث يمكن لدائرة التغذية الراجعة أن تستجيب بشكل أسرع ، وهو أمر مفيد في دوائر الاستجابة البطيئة للتغذية الراجعة.

 

• اقتراح تخطيط

في ظل الأحمال الديناميكية ، قد تؤثر المسافة بين المحول والحمل على جودة طاقة الخرج. وستتسبب المقاومة الطفيلية والحث على المسار في انخفاض جهد الخرج ويؤدي إلى تنظيم ضعيف للحمل. لذلك يجب وضع المحول والحمل في أقرب مكان ممكن. لتقليل تأثير استجابة الحمل العابرة ، بشكل عام ، يتم زيادة سعة الخرج لتقليل استجابة جهد الخرج ، ويكون موضع المكثفات أكثر فاعلية في المسار الحالي الرئيسي.

5. ملخص

مع اتجاه السوق ، تميل العديد من المنتجات الإلكترونية إلى طلب تيار أسرع وأكبر. عند اختيار محولات الطاقة ، تكون المنتجات ذات الجهد الناتج المستقر أكثر شيوعًا. يمكن لاختبار الاستجابة العابرة أن يفهم استقرار حلقة التحكم وتنظيم الحمل ووقت الاسترداد العابر والرنين. بعد فهم العوامل التي تؤثر على الاستجابة العابرة ، يمكن إيجاد طريقة التحسين الأنسب للحصول على محول طاقة أكثر استقرارًا.

 

 

CTC هو مزود خدمة محترف لوحدات تزويد الطاقة المتطورة (محول AC إلى DC ومحول DC إلى DC) للتطبيقات الهامة في جميع أنحاء العالم منذ 30 عامًا. اختصاصنا الأساسي هو تصميم وتقديم منتجات بتقنيات رائدة وأسعار تنافسية ومهلة زمنية مرنة للغاية وخدمة تقنية عالمية وتصنيع عالي الجودة (صنع في تايوان).

CTC هي الشركة الوحيدة الحاصلة على شهادات ISO-9001 و IATF-16949 و ISO22613 (IRIS) و ESD / ANSI-2020. يمكننا 100٪ ضمان ليس فقط المنتج ، ولكن أيضًا سير العمل والخدمة لدينا لمطابقة نظام إدارة الجودة لكل تطبيق متطور منذ البداية. من التصميم إلى التصنيع والدعم الفني ، يتم تشغيل كل التفاصيل وفقًا لأعلى المعايير.

اترك رسالة 

قائمة الرسالة