Kateri so razlogi za željo po nizkem uporniku v optni napetosti pri DC napetostnih virih in visokem uporniku v optni napetosti pri AC napetostnih virih?

Pri razpravi o zahtevah za odpor naložbe pri DC napajalnih virih v primerjavi s AC napajalnimi viri je pomembno opozoriti, da ne obstaja univerzalno pravilo, ki bi trdilo, da DC napajalni viri vedno zahtevajo nizki odpor naložbe, medtem ko AC napajalni viri vedno zahtevajo visoki odpor naložbe. Dejanske zahteve so odvisne od specifične uporabe, sheme kruga in načel uskladitve med napajalnim virom in naložbo. Vendar pa določene uporabe lahko preferirajo določene obsege odpornosti naložbe, kar se lahko razume iz več perspektiv:

1. Uskladitev notranjega odpornika napajalnega vira z odpornostjo naložbe

Oba, DC in AC napajalna vira, imata nekaj notranje odpornosti (ali ekvivalentne serije odpornosti). Za maksimalno prenos moči bi teoretično odpornost naložbe morala biti enaka notranji odpornosti napajalnega vira (glej Maksimalni Prenos Moči Teorem). V praktičnih uporabah pa ta uskladitev ni vedno želena, ker:

DC Napajalni Viri: V mnogih DC uporabah, zlasti tistih, ki so napajani z baterijami, je cilj pogosto zagotoviti stabilno napetostni izhod namesto maksimalnega prenosa moči. Zato je odpornost naložbe tipično veliko višja od notranje odpornosti napajalnega vira, da se zagotovi minimalen padec napetosti in vzdržljivost izhoda napetosti. Če je odpornost naložbe prenizka, bo skozi notranji odpornik pretok velikega toka, kar bo povzročilo značilen padec napetosti, ki lahko vpliva na stabilnost izhodne napetosti.

AC Napajalni Viri: V AC sistemih, zlasti v omrežju s strmo napajanjem, je notranji odpornik napajalnega vira običajno zelo majhen, približno nič. V teh primerih pomaga višja odpornost naložbe zmanjšati tok, s tem pa tudi porabo energije in toplotno izdajanje. Poleg tega AC naložbe pogosto vključujejo induktivne ali kapacitivne elemente, katerih impedanca se spreminja glede na frekvenco. Zato mora pri oblikovanju odpornosti naložbe biti upoštevana celotna uskladitev impedanc. V nekaterih primerih lahko višja odpornost naložbe poenostavi uskladitev impedanc, zmanjša harmonske narobe in minimalizira odboje.

2. Zahteve glede toka in moči

DC Napajalni Viri: V nekaterih DC uporabah, kot so pogoni motorjev ali svetloba LED, naložba lahko zahteva značilni tok. Da bi zagotovili dovolj toka pri nižji napetosti, je odpornost naložbe pogosto oblikovana tako, da je relativno nizka. Na primer, v električnih vozilih mora baterijski paket zagotoviti velike toke motorju, zato je ekvivalentna odpornost motorja relativno nizka.

AC Napajalni Viri: V AC sistemih, zlasti v omrežjih visoke napetosti za prenos in distribucijo, je želeno zmanjšati tok, da se zmanjšajo izgube pri prenosu. Po Ohmovem zakonu I=V/R višja odpornost naložbe pripelje do nižjega toka, kar zmanjša močne izgube v vodnicah Pwire=I2R).

Zato je v sistemih visoke napetosti za prenos odpornost naložbe običajno višja, da se zagotovi nižji tok in zmanjšajo energetske izgube.

3. Stabilnost in učinkovitost

DC Napajalni Viri: Za DC napajalne vire, zlasti tiste, ki se uporabljajo v napravah z baterijskim napajanjem, lahko prenizka odpornost naložbe pripelje do prekomernega toka, kar poveča bremeno na napajalni vir, skrči življenjski čas baterije in potencialno povzroči preseganje temperature ali poškodbe. Zato je odpornost naložbe običajno oblikovana tako, da je dovolj visoka, da se zagotovi stabilnost in dolgovečnost napajalnega vira.

AC Napajalni Viri: V AC sistemih, zlasti v omrežju s strmo napajanjem, lahko višja odpornost naložbe pomaga ohraniti stabilnost sistema z zmanjševanjem fluktuacij toka in porabe energije. Poleg tega AC naložbe pogosto imajo kompleksne lastnosti impedanc, zato mora oblikovanje odpornosti naložbe upoštevati celotno delovanje in stabilnost sistema.

4. Mehanizmi za zaščito

DC Napajalni Viri: V DC sistemih lahko prenizka odpornost naložbe povzroči pogoje prekomernega toka, s čimer se aktivirajo mehanizmi za zaščito proti prekomernemu toku napajalnega vira. Da bi se to izognili, je odpornost naložbe običajno oblikovana tako, da ostane tok znotraj varnih mej.

AC Napajalni Viri: V AC sistemih pomaga višja odpornost naložbe zmanjšati tok, kar zmanjša tveganje za preobremenitev in kratkoporočne okoliščine. Poleg tega so mehanizmi za zaščito v AC sistemih (kot so preklopniki in ščitnice) pogosto temeljili na pragih toka, zato višja odpornost naložbe lahko zmanjša verjetnost, da se aktivirajo ti zaščitni mehanizmi.

5. Posebni scenariji uporabe

DC Napajalni Viri: V določenih specializiranih uporabah, kot so sončne plošče ali gorivne celice, mora biti oblikovanje odpornosti naložbe optimizirano glede na lastnosti napajalnega vira. Na primer, izhodna napetost in tok sončnih plošč se spreminjata glede na intenzivnost svetlobe, zato je odpornost naložbe izbrana, da optimizira sledenje maksimalnemu točku moči (MPPT), da se zagotovi maksimalni izhod moči v različnih svetlobnih pogoji.

AC Napajalni Viri: V uporabah, kot so posiljevalniki zvoka ali transformatorji, mora oblikovanje odpornosti naložbe upoštevati frekvenčno odzivnost in uskladitev impedanc. Višja odpornost naložbe lahko pomaga zmanjšati narobe in izboljša kakovost zvoka.

Povzetek

DC Napajalni Viri: V večini primerov je odpornost naložbe za DC napajalne vire oblikovana tako, da je višja, da se zagotovi stabilnost napetosti, zmanjša tveganje prekomernega toka in podaljša življenjski čas napajalnega vira. Vendar pa v uporabah, ki zahtevajo visok tok, lahko je odpornost naložbe oblikovana tako, da je nižja.

AC Napajalni Viri: V AC sistemih je odpornost naložbe običajno višja, zlasti v omrežjih visoke napetosti za prenos in distribucijo, da se zmanjša tok in izgube pri prenosu. Vendar pa mora v določenih uporabah oblikovanje odpornosti naložbe upoštevati tudi uskladitev impedanc, frekvenčno odzivnost in druge dejavnike.

Zato izbira odpornosti naložbe ni preprosto določena s tem, ali je napajalni vir DC ali AC, ampak je odvisna od specifične uporabe, lastnosti napajalnega vira in celotnega oblikovanja sistema.