sursa

Unul dintre subiectele despre care proprietarii de mașini adoră să vorbească de nenumărate ori sunt datele privind performanța vehiculului lor.

Mulți oameni au spus deja că consumatorii sunt induși în eroare atunci când mașinile lor consumă mai mult combustibil decât specifică datele producătorului, dar este „indus în eroare” termenul potrivit de utilizat? Sau avem de-a face cu un subiect pe care designerii din industria electronică îl cunosc de mult timp, datele colectate în laborator diferă de datele colectate din utilizarea reală?

Cum se întâmplă asta? Citirile sunt de fapt incorecte sau există considerații care trebuie luate în considerare în momentul în care o sursă de alimentare AC/DC sau un convertor DC/DC este integrat într-un circuit?

În cele din urmă, ar trebui să fie clar pentru toată lumea că o mașină testată fără greutate pe interior pe o pistă de testare definită consumă mai puțin decât atunci când este încărcată complet cu o familie de patru persoane pe partea celui mai apropiat munte.

De regulă, circumstanțele personale, cum ar fi bugetul, vor determina ce mașină cumpărăm, dar cum mergem în alegerea componentelor potrivite pentru a furniza energie?

Analizând cerința

Primul lucru pe care ar trebui să-l facem este să definim pentru ce este necesară sursa de alimentare respectivă și acest lucru ridică câteva întrebări preliminare aparent simple.

Obiectivul cheie este de a aduce tensiunea de intrare pentru aplicație la un nou potențial.

  • Ar trebui ca potențialul să fie împărțit sau nu?
  • Care sunt intervalele de tensiune de intrare și ieșire și ce este necesar la curentul de ieșire?
  • Pentru ce design am spațiu? De exemplu, alte componente de pe tablă dictează acest lucru?
  • Care este produsul final pentru care este necesar circuitul?
  • Ce reglementări trebuie respectate? (Industrial, feroviar sau medical)
  • În ce condiții de mediu va fi utilizată aplicația?
  • Cât de fiabil ar trebui sau trebuie să fie întregul circuit și aplicația?

Deci, în timp ce un Porsche 911 este o mașină excelentă, este ușor de înțeles că nu ar fi potrivit pentru o expediție prin pădurea tropicală sud-americană - unde un jeep cu tracțiune integrală ar fi probabil cea mai bună opțiune.

Dar alegerea sursei de alimentare adecvate nu este întotdeauna la fel de simplă ca alegerea mașinii potrivite.

Odată ce întrebările standard de bază au fost clarificate, ajungem la cele pe care acest articol intenționează să le investigheze mai în detaliu:

  • Cum pot măsura corect și a evita erorile?
  • Cum mă descurc cu ondularea și zgomotul?
  • Ce se întâmplă în caz de curent de intrare?
  • De ce trebuie să fiu conștient în ceea ce privește compatibilitatea electromagnetică? (EMC)

Probabil că ne-ar plăcea cu toții un convertor care îndeplinește toate cerințele necesare dintr-o singură dată - o soluție disponibilă, dar de obicei, trebuie să cheltuim mai mult - asta pentru că avem nevoie de mai mult de un convertor pentru a îndeplini cerințele sau cablarea suplimentară la atinge valorile de care avem nevoie.

Deci, ce trebuie să stabilim pentru a găsi o soluție? Primul pas este de a determina ce valori de măsurare avem nevoie - o măsurare simplă ne permite să facem cu ușurință o evaluare brută: tensiunea și curentul de intrare și ieșire pe convertor, sarcina și posibilele modificări ale eficienței.

Evitarea erorilor de măsurare

Un punct de bază de luat în considerare este că fiecare măsurare modifică starea reală a circuitului și orice impact trebuie menținut cât mai mic posibil.

Acest lucru înseamnă că este recomandabil să faceți o măsurare cu 4 fire chiar și pentru o „măsurare simplă". Măsurarea curentului și a tensiunii cu cabluri de testare independente înseamnă că rezistența inerentă a cablurilor va avea un impact mai mic asupra valorilor.

De asemenea, este important să vă gândiți la utilizarea finală.

De exemplu, într-o sală de operații, pot exista 30m fire între sursa de alimentare și sarcina reală. Dacă sarcina necesară este de 24V, sursa are nevoie de o tensiune de ieșire mai mare pentru a compensa pierderile de tensiune din fir.

Asta înseamnă că atât sarcina cât și sursa trebuie măsurate. Vă rugăm să consultați mai jos un exemplu de măsurare clasică a tensiunii cu 4 fire la sursă.

Schema de circuit a unei măsurări cu 4 fire cu sursă și sarcină Traco Power

Stabilirea și influențarea ondulației și a zgomotului

De ce se măsoară Ripple & Noise? Indiferent de aplicație, ondularea și zgomotul unui convertor DC/DC ar putea sta în zona sa reală de funcționare, de exemplu într-un pod de măsurare, astfel încât, ca urmare, acest lucru trebuie luat în considerare și evaluat separat.

Ce sunt și cum pot fi măsurate în mod curat? Vorbim despre Ripple în circuitul AC/DC și DC/DC atunci când perturbările neregulate sunt cauzate de circuitele interne, în timp ce zgomotul denotă vârfurile care revin periodic, produse de pulsul transformator la frecvența de comutare. Pentru a determina valorile reale ale capului sondei trebuie să fie în contact direct cu știfturile, inelul de masă și, de asemenea, vârful de măsurare care face contact cu acestea. (Vezi mai jos) Pentru a putea compara rezultatele cu datele producătorului, lățimea de bandă pe osciloscop este limitată la 20 MHz, o valoare comună pentru lucrările de laborator.

Aplicarea corectă a sfaturilor de măsurare la un convertor DC/DC cu pinii Traco Power

De obicei, zgomotul și ondularea pot fi pur și simplu reduse cu doi condensatori cu comutare paralelă, de exemplu, un condensator de film metalic 100nF și un condensator electrolitic de 10µF, ținând cont întotdeauna că valorile prezentate pe fișele tehnice pot fi influențate de alți factori în timpul utilizării finale.

Tratarea curentului de intrare

Aceste informații sunt importante pentru a se asigura că componentele din amonte au dimensiunile corecte.

  • Curentul depinde în esență de viteza de comutare, deci în mod ideal ar trebui folosite întrerupătoare cu mercur în laborator
  • Sursa ar trebui să aibă rezistența internă cea mai mică posibilă
  • Curentul este măsurat cu un vârf demagnetizat

Temperatura ambiantă are, de asemenea, un impact mare asupra curentului de intrare. De exemplu, utilizarea condensatoarelor electrolitice este foarte dependentă de temperatură.

Mai jos este o diagramă care prezintă un exemplu de tensiune de intrare într-o lampă LED (linie galbenă). Imaginea arată, de asemenea, modelul de tensiune din lampă în violet. Este bine să vezi punctul în care dispozitivul a fost pornit marcat (T, în portocaliu), care atinge valoarea maximă la aproximativ 10A și în termen de 10m/s a ​​revenit din nou la 300mA.

Tensiunea de intrare a unui convertor DC/DC într-o stare inactivă (rece = temperatura camerei 25 ° C) Traco Power

Dacă aveți probleme cu tensiunea de pornire care afectează un circuit, utilizarea unui termistor (NTC) vă poate ajuta.

Compatibilitate electromagnetica

De asemenea, este important să se stabilească compatibilitatea EMC (compatibilitatea electromagnetică) pentru aplicația generală. Utilizarea unui convertor DC/DC cu un filtru intern nu înseamnă automat că veți respecta valorile specificate pentru aplicație, deoarece compatibilitatea EMC poate fi adesea afectată de mai multe componente.

În multe cazuri, tensiunea de ieșire trebuie să fie conectată la pământul de protecție din motive de siguranță și acest lucru poate avea un impact semnificativ asupra CEM. De obicei, producătorul sursei de alimentare poate oferi sfaturi cu privire la modul de respectare a valorilor EMC.

Majoritatea producătorilor de surse de alimentare oferă ajutor sub formă de sugestii pentru filtre adecvate pe site-urile lor web și, de exemplu, pe www.tracopower.com acestea pot fi descărcate direct de pe pagina dispozitivului relevant. Dacă nu găsiți schemele de circuit pentru produsul pe care l-ați selectat, nu ezitați să contactați producătorul direct pe telefon sau prin e-mail.

rezumat

În concluzie, nu trebuie să depuneți un efort uriaș pentru a stabili componentele sursei de alimentare de care aveți nevoie pentru un design dacă utilizați ajutorul producătorilor și resursele simple disponibile.

Înainte de orice evaluare și selecție, este important să vă definiți cerințele în mod clar și există o mare diferență între a vă decide de ce ai nevoie cu adevărat, și ce ai vrea.

Revenind la producătorii de mașini la care ne-am referit la începutul acestui articol, este important să ne gândim la modul în care măsurătorile pot fi efectuate corect și la modul în care fiecare măsurare are impact asupra valorilor colectate. Benzile de testare și condițiile de laborator sunt definite atunci când este construit un circuit, dar care sunt condițiile în care circuitul va fi de fapt utilizat?

Dacă nu există un dispozitiv adecvat disponibil pe piață, poate că comutarea în serie sau în paralel sau utilizarea unui filtru ar putea produce rezultatele dorite?

Respectarea cerințelor EMC depinde în mare măsură de domeniul de aplicare și de condițiile sale preliminare, la fel ca în cazul ondulației și zgomotului și curentului de intrare.

Este bine cunoscut faptul că există mulți producători acolo, astfel încât calitatea, precum și prețul unui anumit produs, pot varia foarte mult.

Este suficient să alegeți un dispozitiv „simplu” fără marcă, produs în serie sau să încercați să salvați să reveniți pentru a vă mușca mai departe? Trebuie întotdeauna să alegeți varianta high-end?

Decizia finală revine clientului, indiferent de recomandări, însă furnizorii consacrați pot oferi clienților avantajul de a fi un producător de înaltă fiabilitate, cu ani de experiență și asistență pentru vânzări și aplicații la nivel mondial.

Florian Haas Florian Haas a lucrat mai mult de 10 ani în industria dispozitivelor medicale în diferite roluri de gestionare a produselor. El ajută la „traducerea” cerințelor (și dorințelor) atât a profesioniștilor din inginerie, cât și a celor din domeniul sănătății către departamentul său de inginerie pentru dezvoltarea produselor. La TRACO Power (un furnizor de produse de conversie a energiei), Haas și echipa sa sunt responsabili pentru gestionarea produselor, marketing și comunicare. Înainte de rolul său de marketing la TRACO Power, Haas a condus echipa de management al produselor de la Belimed (Elveția și Charleston, NC), o companie MedTech pentru echipamente spitalicești, specializată în reprocesarea și sterilizarea endoscopiei. Haas a fost, de asemenea, manager global de produse la Ziemer Ophthalmic Systems (Elveția) și a fost responsabil pentru dezvoltarea și introducerea pe piață a două sisteme laser femtosecunde pentru chirurgia ochilor. Haas deține două diplome, una în administrarea afacerilor, cu accent pe marketing/comunicare și, de asemenea, o diplomă în tehnologia informației de la Universitatea din Lucerna (Elveția). [email protected]