Mis on põhjus, miks soovitakse DC pingeallikate korral laadi sisse madalat vastust ja AC pingeallikate korral laadi sisse kõrget vastust?

Kui arutatakse laadimüra nõudmisi DC-vooluallikate ja AC-vooluallikate vahel, on oluline märkida, et ei ole üldist reeglit, mis väidaks, et DC-vooluallikatel peaks alati olema madal laadimüra, samas kui AC-vooluallikatel peaks alati olema kõrge laadimüra. Tegelikud nõuded sõltuvad konkreetsest rakendusest, kiipidelejärgust ja võimsusallika ning laadi vastavamisest. Siiski võivad teatud rakendused soovitada erinevaid laadimüra ulatusi, mida saab mõista mitmest perspektiivist:

1. Võimsusallika sisemise vastaviimise ja laadimüra vastavamine

Nii DC- kui ka AC-vooluallikatel on mingi sisemine vastaviimine (või ekvivalentne rööpliku vastaviimine). Teoreetiliselt peaks laadimüra võrduma võimsusallika sisemise vastaviimisega (nagu Maksimaalse Võimu Edastamise Teoreem näitab), et maksimeerida võimu edastamist. Kuid praktikas ei ole see vastavus alati soovitatav, sest:

DC-Vooluallikad: Paljudes DC-rakendustes, eriti akudega toimetatud rakendustes, on eesmärk sageli tagada stabiilne voltaga väljund mitte maksimeerida võimu edastamist. Seetõttu on laadimüra tavaliselt palju kõrgem kui võimsusallika sisemine vastaviimine, et tagada minimaalne voltaga langus ja säilitada väljundvoltaga stabiilsus. Kui laadimüra on liiga madal, tekib sisemises vastaviimes suur vool, mis põhjustab olulist voltaga langust ja võib mõjutada väljundvoltaga stabiilsust.

AC-Vooluallikad: AC-süsteemides, eriti võrguga toimetatud rakendustes, on võimsusallika sisemine vastaviimine tavaliselt väga väike, lähedane nullile. Sellistes juhtudetes aitab kõrge laadimüra vähendada voolu, seega vähendades energiatarbimist ja soojenemist. Lisaks hõlmavad AC-laadid tihti induktiivseid või kapatsiitlikke elemente, mille impedants muutub sagedusega. Seetõttu peab laadimüra disainis arvestama süsteemi üldist impedantsivastavamist. Mõnesid juhtudetes aitab kõrge laadimüra lihtsustada impedantsivastavamist, vähendada harmoonilist distorsiooni ja minimeerida heitkihte.

2. Voolu ja võimu nõuded

DC-Vooluallikad: Mõnes DC-rakenduses, nagu mootorite juhtimine või LED-valgustid, võib laad vajada olulist voolu. Et anda piisav vool madalamal voltagal, on laadimüra tavaliselt disainitud suhteliselt madalaks. Näiteks elektriautodes peab akuupak andma suure voolu mootori jaoks, seega on mootori ekvivalentne vastaviimine suhteliselt madal.

AC-Vooluallikad: AC-süsteemides, eriti kõrgevoltaga edastussüsteemides ja jaotussüsteemides, on soovitatav vähendada voolu, et minimeerida edastuskaotusi. Ohmi seaduse järgi I=V/R, tõstab kõrge laadimüra voolu, vähendades edastusjoonte energiakaotusi Pwire=I2R).

Seetõttu on kõrgevoltaga edastussüsteemides laadimüra tavaliselt kõrge, et tagada madal vool ja vähendada energia kaotusi.

3. Stabiilsus ja efektiivsus

DC-Vooluallikad: DC-vooluallikate puhul, eriti akudega toimetatud seadmete puhul, võib madal laadimüra põhjustada ebaproportsionaalselt suurt voolu, suurendades võimsusallika koormust, lühendades aku eluajad ja võimaldades ülemäärase soojenemise või kahjustuse. Seetõttu on laadimüra tavaliselt disainitud piisavalt kõrgeks, et tagada võimsusallika stabiilsus ja pikendada selle eluajad.

AC-Vooluallikad: AC-süsteemides, eriti võrguga toimetatud rakendustes, aitab kõrge laadimüra säilitada süsteemi stabiilsust, vähendades voolu fluktuatsioone ja energiatarbimist. Lisaks hõlmavad AC-laadid tihti keerulisi impedantsi omadusi, seega peab laadimüra disainis arvestama süsteemi üldist jõudlust ja stabiilsust.

4. Kaitsemeetodid

DC-Vooluallikad: DC-süsteemides võib madal laadimüra põhjustada ülevooluolukordi, aktiveerides võimsusallika ülevoolukaitsme. Selle vältimiseks on laadimüra tavaliselt disainitud kõrgemaks, et tagada, et vool jääks ohutute piiride raames.

AC-Vooluallikad: AC-süsteemides aitab kõrge laadimüra vähendada voolu, vähendades ülevoolu ja lühikese ühenduse ohtu. Lisaks põhinevad AC-kaitsemeetodid (nagu lülitid ja segad) tavaliselt voolu limiidritel, seega aitab kõrge laadimüra vähendada nende kaitsemeetodite aktiveerimise tõenäosust.

5. Eri rakendussenaariumid

DC-Vooluallikad: Mõnes erikostringimusel, nagu päikesepaneeleid või düüselaagreid, tuleb laadimüra disainida võimsusallika omaduste alusel. Näiteks muutub päikesepaneelede väljundvoltaga ja -voolu valguse intensiivid, seega valitakse laadimüra nii, et optimeerida maksimaalse võimu punkti jälgimist (MPPT), et tagada maksimaalne võimuväljund erinevatel valgustingimustel.

AC-Vooluallikad: Rakendustes, nagu heliampifikaatorid või transformatoored, tuleb laadimüra disainis arvestada sagedusvastust ja impedantsivastavamist. Kõrge laadimüra aitab vähendada distorsiooni ja parandada heli kvaliteeti.

Kokkuvõte

DC-Vooluallikad: Enamikel juhtudel on DC-vooluallikate laadimüra disainitud kõrgemaks, et tagada voltaga stabiilsus, vähendada ülevoolu ohtu ja pikendada võimsusallika eluajad. Kuid rakendustes, mis nõuavad suurt voolu, võib laadimüra olla disainitud madalamaks.

AC-Vooluallikad: AC-süsteemides on laadimüra tavaliselt kõrge, eriti kõrgevoltaga edastussüsteemides, et vähendada voolu ja edastuskaotusi. Kuid mõnes rakenduses peab laadimüra disainis arvestama impedantsivastavamist, sagedusvastust ja muud faktoreid.

Seetõttu ei määrata laadimüra valikut lihtsalt sellest, kas võimsusallikas on DC või AC, vaid see sõltub konkreetsest rakendusest, võimsusallika omadustest ja süsteemi üldisest disainist.