Mis meetodit kasutatakse pingeallikas konstantse pinge säilitamiseks?
Meetodid pideva pingetason hooldamiseks pingeallikas
Pideva pingetason hooldamine pingeallikas saavutatakse pingeruleerite kasutamisel. Pingeruleerid tagavad, et väljundpinge jääks stabiiliseks, olenemata laadimisvaheldustest, sisendpinge lõkkeb või keskkonnatingimustest. Allpool on toodud mitmed levinud meetodid pideva pingetason hooldamiseks ja nende tööpõhimõtted:
1. Lineaarregulaator
Tööpõhimõte: Linaarregulaator reguleerib oma siseset tranzistori joonelase taseme, et üleliigse pinge kanduda soojuse kujul, nii säilitades pideva väljundpinge. See toimib nagu muutuv vastus, reguleerides automaatselt oma vastust lähtudes laadi muutustest, et hoida väljundpinget stabiilseks.
Eelised:
Lihtne kasutada lihtsa skeemi disainiga.
Tagab väga sileda ja madala müra väljundpinge.
Puudused:
Madal tõhusus, eriti siis, kui sisendpinge on oluliselt kõrgem kui väljundpinge, kuna palju energiat raiskatakse soojuse kujul.
Nõuab head soojuse haldust soojuse tekke tõttu.
Tavalised rakendused: Sobivad mürasensitiivsetele skeemidele, nagu heliülekandevahendid ja täpsemad andurid.
2. Lüliteregulaator
Tööpõhimõte: Lüliteregulaator kasutab kiiret lülitamist (tavaliselt MOSFETide või BJTide abil) kontrollida elektrivoolu, teisendades sisendpinge impulssimuutuja. See muutuja sujutatakse seejärel filtreerija abil, et luua stabiilne DC-väljund. Lüliteregulaatorid võivad vajaduse korral tõsta (Boost), alandada (Buck) või mõlemat (Buck-Boost) pinge.
Eelised:
Kõrge tõhusus, tavaliselt 80% kuni 95%, eriti siis, kui sisend- ja väljundpinge vahel on suur erinevus.
Sobivad laia valikut elektroenergia tasemetele, sobivad kõrgejõuliste rakenduste jaoks.
Puudused:
Kompleksne skeemidisain, mis muudab selle raskemaks rakendada ja silumiseks.
Väljundpinges võib olla mingit rippe ja müra, mis nõuab lisafiltreerimist.
Kõrgemad lülitussagedused võivad tekitada elektromagnetilist häirijate (EMI).
Tavalised rakendused: Sobivad kõrgetõhusatele, kõrgejõuliste rakendustele, nagu arvutiadapterid ja elektriauto laadimissüsteemid.
3. Shuntregulaator
Tööpõhimõte: Shuntregulaator absorbeerib üleliigse voolu ühendades komponenti (nagu Zenerdiode või pingeruleer) paralleelselt viiteteguri ja väljundpinge vahel, nii säilitades pideva väljundpinge. Seda kasutatakse tavaliselt lihtsates madalapinge reguleerimiskeskustes.
Eelised:
Lihtne ja odav skeemidisain.
Sobivad madaljõuliste, väikeste voolude rakenduste jaoks.
Puudused:
Madal tõhusus, kuna üleliigse voolu kandub soojuse kujul.
Piiratud väikeste laadimisvaheldustega.
Tavalised rakendused: Sobivad lihtsate viiteteguri allikate või madaljõuliste skeemide jaoks.
4. Tagasiside juhtimiskeskus
Tööpõhimõte: Paljud pingeruleerid kasutavad tagasiside juhtimiskeskust, et jälgida väljundpinget ja reguleerida ruleeri käitumist vastavalt igale kaldumisele. Tagasiside ring võrdleb väljundpinget viiteteguriga, genereerides veasiini, mis reguleerib ruleeri väljundit. See suletud tsükkel süsteem parandab ruleeri täpsust ja reageerimisaega.
Eelised:
Parandab ruleeri täpsust ja stabiilsust.
Kiiresti reageerib laadimisvaheldustele ja sisendpinge lõkkele.
Puudused:
Kompleksne skeemidisain, mis muudab selle raskemaks rakendada ja silumiseks.
Nõuab hoolikat disaini, et vältida oskile või ebastabiilsuse.
Tavalised rakendused: Laialdaselt kasutatakse erinevatüübiliste ruleeride jaoks, et parandada nende jõudlust ja usaldusväärsust.
5. Akku haldussüsteem (BMS)
Tööpõhimõte: Akukütuse süsteemides jälgib Akku Haldussüsteem (BMS) parameetreid, nagu akupinge, vool ja temperatuur, ja intellegeentselt reguleerib laadimis- ja lahutamisprotsesse, et hoida akupinget ohutuspiirides. BMS kaitselikub ülelaadimist, ülelahutamist ja ülekuuma, pikendades aakkude eluajad.
Eelised:
Kaitseb aakku ja pikendab selle eluajad.
Täpne kontroll aaku laadimis- ja lahutamisprotsesse, et hoida pinge stabiilse.
Puudused:
Põhiliselt rakendatav akukütuse süsteemides, mitte muudes tüübis energiaallikates.
Tavalised rakendused: Sobivad taaslaaditavaid aakkusüsteeme, nagu litium-ion aakkud ja plumb-aakkud, mida leidub tavaliselt elektriautodes ja kandmisseteaduslike seadmetes.
6. Pingeviitetegur
Tööpõhimõte: Pingeviitetegur on ring, mis annab väga stabiilse viiteteguri, tavaliselt kasutades bandgap viiteteguritehnoloogiat. See hoiab kõrget täpsust ja stabiilsust laia temperatuuri- ja sisendpinge ulatuses.
Eelised:
Kõrge täpsus madalate temperatuurikordaja ja suurepärane pikaajaline stabiilsus.
Sobivad rakendustele, mis nõuavad kõrget täpsust pingeviiteteguri.
Puudused:
Tavaliselt pakub väikeseid voolusid, mitte sobivad kõrgejõuliste rakenduste jaoks.
Tavalised rakendused: Sobivad rakendustele, mis nõuavad kõrget täpsust pingeviiteteguri, näiteks ADC/DAC konverteerijad ja täpse mõõtmise seadmed.
7. Trafot ja redaktor
Tööpõhimõte: Vahelduvpinge süsteemides teisendab trafot sisendpinge soovitud väljundpingeks, ja redaktor teisendab vahelduvpinge dünaamiliseks pinge. Pideva dünaamilise väljundpinge hooldamiseks lisatakse tavaliselt filtrid ja ruleerid redaktori järel.
Eelised:
Sobivad vahelduvpinge süsteemide pinge teisendamiseks.
Lihtne ja odav disain.
Puudused:
Väljundpinge on tundlik sisendpinge lõkkele, nõudes lisareguleerimist.
Suurem suurus, mitte sobivad kaasaegseid seadmeid.
Tavalised rakendused: Sobivad kodumajapidamise seadmete ja tööstusliku varustuse jaoks vahelduvpinge süsteemides.
Kokkuvõte
Sobiva pingeruleerimeetodi valik sõltub konkreetsetest rakenduse nõuetest, sealhulgas energianõuete, tõhususe, täpsuse, kulude ja keskkonnatingimuste. Linaarregulaatorid sobivad madalamüra, madaljõuliste rakendustele; lüliteregulaatorid on ideaalsed kõrgetõhusate, kõrgejõuliste rakendustele; shuntregulaatorid sobivad lihtsate, madaljõuliste rakendustele; tagasiside juhtimiskeskused parandavad ruleeri täpsust ja reageerimisaega; akku haldussüsteemid on mõeldud akukütuse süsteemidele; pingeviitetegurid kasutatakse kõrget täpsust pingeviiteteguri rakendustele; ja trafod ja redaktorid kasutatakse vahelduvpinge süsteemide pinge teisendamiseks.
