Saturday 19th of September 2020 04:54:05 AMdate.timezone: Europe/Moscow

Что такое источник питания с автоматическим выбором диапазона?

Источ­ники пита­ния (ИП) с авто­матичес­ким выбо­ром диапа­зона ори­ен­ти­рованы на более широ­кую сферу при­менения, чем обыч­ные ИП. Чтобы опре­делить, обла­дает ли ваш при­бор фун­кцией авто­матичес­кого выбора диапа­зона, взгля­ните на его мак­си­маль­ное нап­ря­жение, ток и выход­ную мощ­ность. Если про­из­ве­дение мак­си­маль­ного нап­ря­жения на мак­си­маль­ный ток больше мак­си­маль­ной мощ­ности, то этот источ­ник спо­собен выби­рать диапа­зон авто­матичес­ки.


На рисунке 1 пока­зана выход­ная харак­те­рис­тика типич­ного ИП без авто­матичес­кого выбора диапа­зона. Это назы­ва­ется пря­мо­уголь­ным выход­ным пита­ни­ем, пос­кольку такой источ­ник может рабо­тать в любой точ­ке, лежа­щей внутри пря­мо­уголь­ни­ка, огра­ничен­ного пре­дель­ными зна­чени­ями тока и нап­ря­жения. Чтобы опре­делить, отве­чает ли ИП вашим пот­ребнос­тям, просто взгля­ните на его номи­наль­ные харак­те­рис­ти­ки: если необ­хо­димые нап­ря­жение и ток меньше мак­си­маль­ных зна­чений, такой источ­ник вас устра­ивает. Если ИП рас­счи­тан на неко­торую мак­си­маль­ную мощ­ность, её вы смо­жете полу­чить только при мак­си­маль­ном пас­пор­тном нап­ря­жении и мак­си­маль­ном пас­пор­тном токе.

ИП с прямоугольной выходной характеристикой
Рис. 1. ИП с пря­мо­уголь­ной выход­ной харак­те­рис­ти­кой

Что такое авто­матичес­кий выбор диапа­зона?

Глав­ной осо­бен­ностью этой харак­те­рис­тики явля­ется кри­вая, в любой точке кото­рой нап­ря­жение, пом­но­жен­ное на ток, равно мак­си­маль­ной мощ­ности. На кон­цах кри­вой мы по-преж­нему имеем пре­дель­ные зна­чения тока и нап­ря­жения.

На рисунке 2 пока­зана выход­ная харак­те­рис­тика типич­ного ИП с авто­матичес­ким выбо­ром диапа­зона. U1 явля­ется мак­си­маль­ным нап­ря­жени­ем, а I1 – соот­ветс­тву­ющим током, опре­деля­емым выра­жением I1 = Pмакс/U1. I2 – это мак­си­маль­ный ток, а U2 – соот­ветс­тву­ющее нап­ря­жение, опре­деля­емое выра­жением U2 = Pмакс/I2. Допус­ти­мые токи и нап­ря­жения, лежа­щие на кри­вой, огра­ничива­ются мак­си­маль­ной мощ­ностью Pмакс.

Выходная характеристика ИП с автоматическим выбором диапазона
Рис. 2. Выход­ная харак­те­рис­тика ИП с авто­матичес­ким выбо­ром диапа­зона (со­от­ветс­твует ИП с авто­матичес­ким выбо­ром диапа­зона с пара­мет­рами 50 В, 10 А, 100 Вт, 5:1)

Кри­терием качес­тва ИП с авто­матичес­ким выбо­ром диапа­зона явля­ется отно­шение нап­ря­жений в конеч­ных точ­ках кри­вой. Для выход­ной харак­те­рис­ти­ки, пока­зан­ной на рисунке 2, мак­си­маль­ное нап­ря­жение U1 равно 50 В, и пот­ребля­емый ток наг­рузки при этом нап­ря­жении может дос­ти­гать зна­чения 2 А. Пос­кольку мощ­ность источ­ника пита­ния равна 100 Вт, при мак­си­маль­ном пот­ребля­емом токе наг­рузки 10 А выход­ное нап­ря­жение U2 будет равно 10 В. Отно­шение U1/U2 равно 5, т.е. этот ИП харак­те­ризу­ется отно­шением 5:1. Чем больше это отно­шение, тем выше гиб­кость ИП, пос­кольку он может рабо­тать в более широ­ком диапа­зоне. Типич­ные сов­ре­мен­ные ИП с авто­матичес­ким выбо­ром диапа­зона харак­те­ризу­ются отно­шением нап­ря­жений от 2:1 до 5:1.

Что луч­ше, ИП с авто­матичес­ким выбо­ром диапа­зона или источ­ник с пря­мо­уголь­ной харак­те­рис­ти­кой?

Пос­кольку авто­матичес­кие ИП рабо­тают в более широ­ком диапа­зоне, один такой источ­ник может заме­нить нес­колько ИП с пря­мо­уголь­ной харак­те­рис­ти­кой той же мощ­ности. На рисунке 3a пока­зано, что для полу­чения тех же пара­мет­ров, что и у авто­матичес­кого ИП мощ­ностью 100 Вт с диапа­зоном 5:1, при­ходится исполь­зо­вать нес­колько 100 ват­тных ИП с пря­мо­уголь­ной харак­те­рис­ти­кой.

Аль­тер­на­тив­ным под­хо­дом явля­ется при­менение более мощ­ного ИП с пря­мо­уголь­ной харак­те­рис­ти­кой. На рисунке 3б пока­зано, что ИП с пря­мо­уголь­ной харак­те­рис­ти­кой мощ­ностью 500 Вт обес­пе­чивает те же рабо­чие точ­ки, что и 100 ват­тный авто­матичес­кий источ­ник с диапа­зоном 5:1. И хотя здесь можно вспом­нить о гиб­кости и эффек­тивности источ­ника с авто­матичес­ким выбо­ром диапа­зона, более мощ­ный источ­ник с пря­мо­уголь­ной харак­те­рис­ти­кой может ока­заться не хуже.

Сравнение выходной характеристики источника с автоматическим выбором диапазона
Рис. 3. Срав­не­ние выход­ной харак­те­рис­тики источ­ника с авто­матичес­ким выбо­ром диапа­зона мощ­ностью 100 Вт с источ­ни­ками с пря­мо­уголь­ной выход­ной ха­рак­те­рис­ти­кой с раз­личными пара­мет­рами

Чтобы сде­лать пра­виль­ный выбор, надо срав­нить сто­имость и физи­чес­кие раз­меры обоих устрой­ств.

На рисунке 3a авто­матичес­кий ИП мощ­ностью 100 Вт срав­ни­ва­ется с не сколь­кими 100 ват­тными при­борами с пря­мо­уголь­ной харак­те­рис­ти­кой. Чтобы перек­рыть тот же широ­кий диапа­зон выход­ных нап­ря­жений и токов, пона­добится нес­колько источ­ни­ков пита­ния с пря­мо­уголь­ной харак­те­рис­ти­кой, кото­рые обой­дутся дороже и зай­мут больше мес­та, чем один 100 ват­тный авто­матичес­кий ИП. На рисунке 3б ИП мощ­ностью 500 Вт с пря­мо­уголь­ной харак­те­рис­ти­кой срав­ни­ва­ется со 100 ват­тным авто­матичес­ким источ­ни­ком. И хотя, ско­рее все­го, 500 ват­тный ИП с пря­мо­уголь­ной харак­те­рис­ти­кой ока­жется больше и доро­же, он может охва­тить тот же рабо­чий диапа­зон, что и авто­матичес­кий источ­ник мощ­ностью 100 Вт, и выдать на 400 Вт больше мощ­ности за пре­делами харак­те­рис­тики 100 ват­тного авто­матичес­кого источ­ни­ка, что, потен­ци­аль­но, может оправ­дать более высо­кую сто­имость и боль­ший раз­мер.

Автор: Боб Зол­ло, Источ­ник

Наверх