Om de stabiliteit van een schakelende regelaar te begrijpen, moeten we vaak de tijdelijke respons van de belasting meten. Daarom is het essentieel voor ingenieurs op het gebied van elektronica om te leren hoe transiënte respons te meten.

In dit deel leggen we de definitie van belastingtransiëntrespons, de belangrijkste kernpunten in een meting uit, hoe de transiënte respons met FRA te meten, en een echt voorbeeld van het meten en aanpassen van de belastingtransiëntrespons van een schakelende regelaar. Als u niet duidelijk bent over hoe u de tijdelijke respons moet meten, kunt u de methode onder de knie krijgen via deze share. Laten we blijven lezen!

Delen is zorgzaam!

Content

● Wat is Load Transient Response?

● 5 belangrijke punten bij het evalueren van tijdelijke respons

● Hoe tijdelijke respons te evalueren?

● Voorbeeld van aanpassing van voorbijgaande respons

● FAQ

● Conclusie

Wat is Load Transient Response?

Transiënte belastingrespons is de responskarakteristiek op een plotselinge belastingsfluctuatie, dat wil zeggen de tijd totdat de uitgangsspanning terugkeert naar een vooraf ingestelde waarde nadat deze is gedaald of gestegen, en de golfvorm van de uitgangsspanning. Het is een essentiële parameter omdat het betrekking heeft op de stabiliteit van de uitgangsspanning met betrekking tot de belastingsstroom.

In tegenstelling tot belastingsregeling is het, zoals de naam al aangeeft, een transiënte-toestandskenmerk. Werkelijke verschijnselen worden verklaard aan de hand van de volgende grafieken.

Er zijn enkele punten die opvallen bij de grafiek:

● In de golfvormen van de grafiek aan de linkerkant, stijgt de belastingsstroom (de onderste golfvorm) snel vanaf nul, met een stijgtijd (tr) van 1 µsec.

● Aan de andere kant daalt de uitgangsspanning (bovenste golfvorm) even, en stijgt daarna snel, iets hoger dan de stabiele spanning, en daalt dan weer naar een stabiele toestand.

● Wanneer de belastingsstroom plotseling daalt, zien we dat de tegenovergestelde reactie optreedt.

Om dingen op een wat minder formele manier uit te leggen:

● Wanneer de belasting toeneemt, is er plotseling meer stroom nodig en wordt de uitgangsstroom niet snel genoeg geleverd, waardoor de spanning daalt.

● Bij deze operatie wordt de maximale uitgangsstroom gedurende een aantal cycli geleverd om de gedaalde spanning terug te brengen naar de vooraf ingestelde waarde, maar er wordt iets te veel toegevoerd en de spanning stijgt iets hoger, en dus wordt de geleverde stroom verlaagd zodat de vooraf ingestelde waarde wordt bereikt.

Dit moet worden opgevat als een beschrijving van normale voorbijgaande reactie. Wanneer er andere factoren en afwijkingen zijn, worden daarnaast andere verschijnselen meegenomen.

In een ideale transiënte belastingrespons is er een reactie op een fluctuatie in de belastingsstroom gedurende enkele schakelcycli (een korte tijdsduur), en de uitgangsspanningsval (stijging) wordt tot een minimum beperkt en keert terug naar de regeling in een minimale hoeveelheid van tijd.

Dat wil zeggen, het optreden van een tijdelijke spanning zoals de pieken in de grafiek vindt plaats in een extreem korte tijd. De middelste grafiek is voor een stijg-/daaltijd van de belastingsstroom van 10 µsec, en de grafiek aan de rechterkant is voor 100 µsec. Dit zijn voorbeelden waarin zachtere fluctuaties in de belastingsstroom resulteren in een verbeterde respons, met weinig fluctuatie in de uitgangsspanning. In werkelijkheid is het echter moeilijk om het voorbijgaande gedrag van de belastingsstroom in het circuit aan te passen.

We hebben de transiënte responskarakteristieken van een voeding beschreven, maar ze kunnen in principe als hetzelfde worden beschouwd als de frequentiekarakteristieken van een operationele versterker (fasemarge en crossover-frequentie). Als de frequentiekarakteristiek van de voedingsregellus geschikt en stabiel is, kunnen tijdelijke fluctuaties van de uitgangsspanning tot een minimum worden beperkt.

Kenmerken van voorbijgaande respons

5 belangrijke punten bij het evalueren van tijdelijke respons

Belangrijke punten om te onthouden bij het evalueren van de transiënte respons van een voeding worden hieronder samengevat.

● Controleer de regeling en reactiesnelheid van de uitgang op plotselinge fluctuaties in de belastingsstroom, zoals bij het overschakelen naar ontwaken vanuit een stand-bystatus.

● Wanneer de frequentieresponskarakteristiek moet worden aangepast, gebruik dan de ITH-pin voor aanpassing.

● De fasemarge en crossover-frequentie kunnen worden afgeleid uit een waargenomen golfvorm, maar met behulp van een frequentieresponsanalysator (FRA) is handig.

● Bepaal of een reactie die van een normale werking is, of abnormaal is, als gevolg van inductorverzadiging, een stroombeperkende functie, enz.

● Wanneer de vereiste responskarakteristiek niet kan worden verkregen, moet een afzonderlijke regelmethode of frequentie, het instellen van een externe constante enz., worden bestudeerd.

Hoe tijdelijke respons te evalueren?

Een specifieke evaluatiemethode wordt toegelicht.

● Wanneer experimenten worden uitgevoerd, wordt een circuit of apparaat waarvan de belastingsstroom onmiddellijk kan worden geschakeld, voor evaluatie aangesloten op de uitgang van het voedingscircuit, en een handige oscilloscoop voor evaluatie kan worden gebruikt om de uitgangsspanning en uitgangsstroom te observeren.

● Als de reactie van daadwerkelijke apparatuur moet worden bevestigd, wordt er bijvoorbeeld een toestand gecreëerd waarin een CPU of iets dergelijks overgaat van een stand-bytoestand naar volledige werking, en de uitvoer wordt op dezelfde manier waargenomen.

Belangrijke punten bij het uitvoeren van evaluaties zijn hierboven beschreven; de fasemarge en crossover-frequentie kunnen altijd worden afgeleid uit een waargenomen golfvorm, maar dit is vrij lastig.

Onlangs is een meetapparaat, een frequentieresponsanalysator (FRA) genaamd, vrij wijdverbreid in gebruik gekomen en kan worden gebruikt om fasemarges en frequentiekarakteristieken van uiterst eenvoudige voedingscircuits te meten. Het gebruik van een FRA kan zeer effectief zijn.。

Wanneer er in de praktijk geen geschikt belastingsapparaat is dat in staat is tot onmiddellijke aan-uitschakeling met grote stroomsterkte die in experimenten kan worden gebruikt, kan een eenvoudig circuit zoals dat aan de rechterkant waarin een MOSFET wordt geschakeld, worden gebruikt. Natuurlijk moeten tr en tf worden bepaald.

Voorbeeld van aanpassing van voorbijgaande aard

Sommige schakelregelaar-IC's hebben een pin voor het aanpassen van responskarakteristieken; in veel gevallen wordt het ITH genoemd. In een toepassingscircuit dat is aangegeven op het gegevensblad voor het IC, worden min of meer redelijke componentwaarden en configuratie voor een condensator en weerstand die onder die omstandigheden op de ITH-pin moeten worden aangesloten, gepresenteerd. In essentie wordt dit als uitgangspunt genomen en worden er aanpassingen gedaan om te voldoen aan de eisen die gesteld worden aan de schakeling die daadwerkelijk wordt gefabriceerd. Het is waarschijnlijk het beste om te beginnen door de condensator vast te houden en de weerstandswaarde te variëren.

Hieronder vindt u golfvormen van de oscilloscoop en een analysegrafiek van de frequentiekarakteristiek die is verkregen met behulp van een FRA, die de manier van verandering van de belastingtransiëntresponskarakteristiek van de BD9A300MUV die in deze voorbeelden wordt gebruikt, laat zien wanneer de capaciteit van de condensator op de ITH-pin vast is en de weerstandswaarde is bijgestelde.

① R3=9.1 kΩ、C6＝2700 pF (In wezen wordt een geschikte respons en frequentiekarakteristiek verkregen met behulp van de aanbevolen waarden)

② R3=3 kΩ、C6=2700 pF

※ Bij het verlagen van de weerstandswaarde van R3 werd de band smaller en de belastingsrespons verslechterd. Er zijn geen problemen met de bediening zelf, maar er is een te grote fasemarge.

③ R3=27 kΩ、C6=2700 pF

※ Door de R3-weerstand te verhogen, wordt de band verbreed en wordt de belastingsrespons verbeterd, maar het rinkelen treedt op bij spanningsschommelingen (vergrote golfvormsectie).

De fasemarge is klein en afhankelijk van verstrooiing kan abnormale oscillatie optreden.

④ R3=43 kΩ、C6=2700 pF

※ Wanneer de weerstandswaarde van R3 verder wordt verhoogd, treedt abnormale oscillatie op.

Het bovenstaande zijn voorbeelden van aanpassing van de responskarakteristiek met behulp van de ITH-pin. In essentie, spanningspieken die optreden in de uitgangsspanning kan niet volledig worden geëlimineerd, en daarom worden aanpassingen gemaakt zodat de respons geen problemen oplevert voor de werking van het circuit dat van stroom wordt voorzien.

Veelgestelde Vragen / FAQ

1. Vraag: Wat is het voordeel van het wisselen van regelaar?

A: Schakelregelaars zijn efficiënt omdat de serie-elementen volledig aan of uit zijn, zodat ze nauwelijks vermogen dissiperen. In tegenstelling tot lineaire regelaars, kunnen schakelende regelaars uitgangsspanningen produceren die hoger zijn dan de ingangsspanning of van tegengestelde polariteit.

2. V: Wat zijn drie soorten schakelregelaars?

A: Schakelende regelaars zijn onderverdeeld in drie typen: step-up, step-down en inverter-regelaars.

3. V: Waar worden schakelregelaars gebruikt?

A: Schakelregelaars worden gebruikt voor: overspanningsbeveiliging:, draagbare telefoons, videogameplatforms, robots, digitale camera's en computers. Schakelende regelaars zijn complexe circuits, dus ze zijn niet erg populair bij amateurs.

4. V: Hoe kies ik een schakelregelaar?

A: Factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij het selecteren van een schakelregelaar:

● Bereik ingangsspanning. Dit verwijst naar het toegestane bereik van ingangsspanning dat door IC wordt ondersteund.

● Bereik uitgangsspanning. Schakelende regelaars hebben meestal variabele uitgangen

● Uitgangsstroom

● Bedrijfstemperatuurbereik

● Lawaai

● Efficiëntie

● Belastingsregeling

● Verpakking en afmetingen.

Conclusie

In dit deel kennen we de definitie van een tijdelijke respons van de belasting, hoe we deze moeten meten en leren we het werkelijke voorbeeld. Deze vaardigheid kan u effectief helpen de stabiliteitsproblemen van een belasting zoals een schakelende regelaar te detecteren en de veiligheidsrisico's van het circuit te vermijden. Probeer nu de tijdelijke respons te meten! Meer weten over de transiënte responsmeting? Laat hieronder uw opmerkingen achter en vertel ons uw ideeën! Als je denkt dat dit delen nuttig voor je is, vergeet dan niet deze pagina te delen!

Lees ook

● Hoe SCR Thyristor Overvoltage Crowbar Circuits voedingen beschermen tegen overspanning?

● Een ultieme gids voor zenerdiodes in 2021

● Een complete gids voor de LDO-regulator in 2021

● Dingen die je niet mag missen over Facebook Meta en Metaverse

Vorige:3 hoofdtypen koevoetcircuits voor overspanningsbeveiliging

Vervolg:Een ultieme gids voor zenerdiodes in 2021