Aðferð til að mæla skiptiaflgjafa með stafrænum sveiflusjá
Frá hefðbundnum hliðstæðum aflgjöfum til skilvirkra skiptiaflgjafa eru gerðir og stærðir aflgjafa mjög mismunandi. Þeir standa allir frammi fyrir flóknu og kraftmiklu vinnuumhverfi. Búnaðarálag og eftirspurn getur tekið miklum breytingum á augabragði. Jafnvel „dagleg“ skiptiaflgjafi verður að geta staðist tafarlausa toppa sem eru langt umfram meðalrekstrarstig þess. Verkfræðingar sem hanna aflgjafa eða kerfi til að nota aflgjafa þurfa að skilja rekstrarskilyrði aflgjafans við truflanir og verstu aðstæður.
Í fortíðinni þýddi það að lýsa hegðunareiginleikum aflgjafa að nota stafrænan margmæli til að mæla stöðustraum og spennu og framkvæma erfiða útreikninga með reiknivél eða tölvu. Í dag snúa flestir verkfræðingar sér að sveiflusjáum sem valinn aflmælingarvettvang. Nútíma sveiflusjár geta verið útbúnar með samþættum aflmælingar- og greiningarhugbúnaði, sem einfaldar uppsetningu og gerir kraftmikla mælingu auðveldari. Notendur geta sérsniðið lykilbreytur, reiknað sjálfkrafa og séð niðurstöður innan nokkurra sekúndna, frekar en bara hrá gögn.
Hönnunarvandamál aflgjafa og mælingarkröfur
Helst ætti hver aflgjafi að virka eins og stærðfræðilíkanið sem hannað er fyrir hann. En í hinum raunverulega heimi eru íhlutir gallaðir, álag getur breyst, aflgjafi getur brenglast og umhverfisbreytingar geta breytt afköstum. Þar að auki, síbreytileg frammistöðu og kostnaðarkröfur gera einnig aflgjafahönnun flóknari. Íhugaðu þessi mál:
Hversu mörgum vöttum af afli getur aflgjafinn haldið umfram nafnafli? Hversu lengi getur það varað? Hversu mikinn hita gefur aflgjafinn frá sér? Hvað gerist þegar það ofhitnar? Hversu mikið kæliloftflæði þarf það? Hvað gerist þegar álagsstraumurinn eykst verulega? Getur tækið viðhaldið nafnspennu sinni? Hvernig bregst aflgjafinn við algjörri skammhlaupi í úttaksendanum? Hvað gerist þegar innspenna aflgjafa breytist?
Hönnuðir þurfa að þróa aflgjafa sem taka minna pláss, draga úr hita, draga úr framleiðslukostnaði og uppfylla strangari EMI/EMC staðla. Aðeins strangt mælikerfi getur gert verkfræðingum kleift að ná þessum markmiðum.
Sveiflusjá og aflgjafamæling
Fyrir þá sem eru vanir að nota sveiflusjá fyrir mælingar á mikilli bandbreidd getur aflmæling verið einföld vegna þess að tíðni hennar er tiltölulega lág. Reyndar eru líka margar áskoranir sem hönnuðir háhraða hringrásar þurfa aldrei að takast á við í kraftmælingum.
Spenna alls rofabúnaðarins getur verið há og fljótandi, sem þýðir að hann er ekki jarðtengdur. Púlsbreidd, tímabil, tíðni og vinnuferill merkisins eru öll mismunandi. Nauðsynlegt er að fanga og greina bylgjuformið með sanni og greina hvers kyns frávik í bylgjulöguninni. Kröfur fyrir sveiflusjár eru krefjandi. Margar rannsakar - krefjast samtímis einenda nema, mismunadrifna og straummæla. Tækið verður að hafa mikið minni til að gefa upptökupláss fyrir langtímaupptöku á lágtíðni. Og það gæti þurft að fanga mismunandi merki með verulegum amplitude mismun í einni upptöku.
Grundvallaratriði skipta um aflgjafa
Almennur DC aflgjafaarkitektúr í flestum nútímakerfum er rofi aflgjafi (SMPS), sem er vel þekkt fyrir getu sína til að takast á við breytt álag á áhrifaríkan hátt. Rafboðsleið dæmigerðrar aflgjafa inniheldur óvirka íhluti, virka íhluti og segulmagnaðir íhlutir. Skiptaaflgjafar ættu að lágmarka notkun tapaðra íhluta eins og viðnáms og línulegra smára, og aðallega nota (helst) taplausa íhluti eins og skipta smára, þétta og segulmagnaðir íhlutir.
Rofiaflgjafabúnaðurinn hefur einnig stjórnhluta, sem inniheldur íhluti eins og púlsbreiddarmótunarstýribúnað, púlstíðnimótunarstýringu og endurgjöfarlykkju 1. Stýrihlutinn getur haft sína eigin aflgjafa. Mynd 1 er einfölduð skýringarmynd af rofi aflgjafa, sem sýnir orkubreytingarhlutann, þar á meðal virk tæki, óvirk tæki og segulmagnaðir íhlutir.
Tækni til að skipta aflgjafa notar afl hálfleiðara rofa tæki eins og málmoxíð sviði-áhrif smára (MOSFETs) og einangruðum hlið tvískauta smára (IGBT). Þessi tæki eru með stuttan skiptitíma og þola óstöðuga spennu. Jafn mikilvægt, þeir eyða mjög lítilli orku bæði í opnu og lokuðu ástandi, með mikilli skilvirkni og lítilli hitamyndun. Skiptatæki ákvarða að miklu leyti heildarafköst skipta aflgjafa. Helstu mælingar á skiptabúnaði eru: skiptatap, meðalafltap, öruggt vinnusvæði og fleira.
