Adevărul este că, datele colectate în laborator diferă de datele colectate în timpul utilizării efective. De ce se întâmplă acest lucru? Până la urmă ar trebui să fie clar pentru toată lumea că o mașină testată fără sarcină în interior, în cadrul unui test controlat va consuma mai puțin decât o mașină încărcată cu o familie de patru persoane, aflată în plimbare pe panta celui mai apropiat munte.
Pentru a lua o decizie corectă atunci când alegem mașina, trebuie să luăm în considerare câteva aspecte. De ce? De exemplu, Porsche 911 este o mașină extraordinară, însă sigur nu ați folosi-o pentru o expediție în Africa de Sud – unde un Jeep cu tracțiune integrală ar fi alegerea mai corectă.
Alegerea alimentării adecvate este și mai complicată, iar de multe ori nu are legătură cu bugetul. Cum alegem componentele corecte pentru alimentare?
Analizarea cerinței
Primul pas este să definim aplicația care necesită respectiva sursă de alimentare.
Obiectivul cheie este să aducem tensiunea de intrare pentru aplicație la un nou potențial.
- Trebuie potențialul divizat sau nu?
- Cât de fiabile trebuie să fie întregul circuit și aplicația?
- Care este produsul finit?
- Ce design îmi permite spațiul să creez? Este acest lucru influențat și de alte componente de pe placă?
- În ce mediu se va folosi această aplicație?
- Care sunt plajele de tensiune de intrare și ieșire? Ce se cere la care curent de ieșire?
- Ce reglementări (industriale, feroviare sau medicale) trebuie respectate?
Probabil ne-am dori cu toții un convertor care să îndeplinească toate cerințele necesare din prima – o soluție de-a gata, însă de obicei trebuie să depunem mai mult efort – acest lucru se datorează faptului că avem nevoie de mai mult decât un singur convertor pentru a îndeplini cerințele, sau de cablaje suplimentare pentru ajunge la valorile dorite.
Așadar, ce trebuie să stabilim pentru a găsi o soluție?
Primul pas este de a determina ce valori de măsurare ne sunt necesare – o simplă măsurătoare ne permite să facem o evaluare rudimentară: tensiunile de intrare și de ieșire și curentul din convertor, sarcina și posibilele schimbări de randament.
1. Cum putem măsura corect și evita erorile?
Fiecare măsurătoare schimbă starea curentă a circuitului, iar fiecare impact trebuie menținut la un nivel cât mai mic cu putință.
Asta înseamnă că este recomandabil să efectuăm o măsurătoare cu 4 cabluri chiar și pentru o "măsurătoare simplă“. Măsurarea curentului și a tensiunii folosind cabluri de testare independente înseamnă că rezistența inerentă a cablurilor va avea un impact mai mic asupra valorilor. Nu uitați de utilizarea finală.
De exemplu, într-un teatru de operă pot exista 30m de cablu între sursa de alimentare și sarcina efectivă. Dacă sarcina necesară este de 24V, sursa trebuie să aibă o tensiune de ieșire mai mare pentru a compensa pierderile de tensiune din cablu.
Asta înseamnă că atât sarcina cât și sursa trebuie măsurate. Vă rugăm consultați exemplul de mai jos privind măsurarea clasică în 4 cabluri a tensiunii la sursă.
Pict.1: măsurare în 4 cabluri a tensiunii la sursă și în sarcină
2. Cum gestionez riplul și interferența de semnal?
Indiferent de aplicație, riplul și interferența de semnal ale unui convertor DC/DC ar putea apărea chiar în zona sa de funcționare, de exemplu într-o punte de măsurare, așadar acestea trebuie luate în considerare și evaluate separat.
Discutăm despre riplu în circuite AC/DC și DC/DC atunci când perturbările neregulate sunt cauzate de circuite interne, pe când interferența de semnal înseamnă vârfuri care reapar periodic, produse de pulsul de transformare la frecvența de comutare.
Pentru a determina valorile efective, capul sondei trebuie să fie în contact direct cu:
- pinii,
- inelul de împământare,
- vârful de măsurare (Vezi Imag. 2)
Pentru a putea compara rezultatele cu datele oferite de producător, lățimea de bandă de pe osciloscop este limitată la 20MHz, o valoare comună pentru munca de laborator.
Imag. 2: Aplicarea corectă a vârfurilor de măsurare pe un convertor DC/DC cu pini
De obicei, riplul și interferența de semnal pot fi reduse cu doi condensatori în paralel. De exemplu, un condensator film metalic de 100nF și un condensator electrolitic de 10µF. Rețineți că valorile prezentate în fișele de date pot fi influențate și de alți factori în timpul utilizării finale.
Portofoliul de produse al producătorului elvețian Traco Power include peste 25 de familii de convertoare DC/DC de 3 Wați, cum ar fi Seria TVN cu riplu și interferență de semnal ultra-reduse sau seria THM, ce este certificată pentru aplicații medicale, variantele open-frame sau seria TMR-WIR aprobată pentru aplicații feroviare cu tensiune de izolare de 3000VDC - o multitudine de posibilități.
3. Ce se întâmplă în cazul şocului de curent la anclanşare?
Informația este importantă pentru a vă asigura că toate componentele din amonte au dimensiunile corecte.
- Curentul depinde foarte mult de viteza de comutare, așadar în mod ideal, în laborator se vor folosi comutatoare cu mercur
- Sursa trebuie să aibă cea mai redusă rezistență internă posibilă
- Curentul se măsoară folosind un vârf demagnetizat
Temperatura ambientală are, de asemenea, un impact major și asupra șocului de curent la anclanșare. De exemplu, utilizarea capacitorilor electrolitici depinde foarte mult de temperatură.
Imag. 3: Șocul de curent la anclanșare al unui convertor DC/DC în stare inactivă (rece = temperatură cameră 25°C)
Diagrama arată un exemplu de șoc de curent la anclanșare într-o lampă LED (linia galbenă). Imaginea arată și modelul tensiunii în lampă, cu mov. Ne ajută să vedem punctul la care dispozitivul a fost pornit, marcat (T, cu portocaliu), care ajunge la valoarea sa maximă pe la 10A și care în 10m/s se întoarce din nou la 300mA.
În cazul în care aveți probleme cu șocul de curent la anclanșare care vă afectează circuitul, folosirea unui termistor (NTC) vă poate ajuta.
4. Ce trebuie să știu în raport cu compatibilitatea electromagnetica? (EMC)
Este importantă pentru aplicațiile generale. Utilizarea unui convertor DC/DC cu filtru intern nu înseamnă în mod automat că veți adera la valorile specificate pentru aplicație. După cum știți, compatibilitatea EMC poate, de multe ori, fi afectată de mai multe componente.
În multe cazuri, tensiunea de ieșire trebuie conectată la o împământare de protecție, din motive de siguranță ce pot avea un impact semnificativ asupra EMC. În orice caz, producătorul sursei de alimentare vă poate sfătui cu privire la modul în care puteți adera la valorile EMC.
Majoritatea producătorilor de surse de alimentare vă vor oferi suport sub formă de sugestii de filtre adecvate, pe website-urile lor. De exemplu, pe Traco Power acestea pot fi descărcate direct de pe pagina dispozitivului relevant.
Înainte de orice evaluare și selecție, este important să vă definiți în mod clar cerințele și există o mare diferență între a decide ce vă trebuie cu adevărat și ce vă place.
Revenind la producătorii de mașini pe care îi menționam mai devreme, este important să vă gândiți cum pot fi măsurătorile efectuate corect și ce efect are fiecare măsurătoare asupra valorii totale. Benzile de testare și condițiile de laborator sunt definite atunci când se construiește circuitul, însă care sunt condițiile în care se va utiliza efectiv circuitul?
Îndeplinirea cerințelor de EMC depinde foarte mult de domeniul de aplicare și condițiile sale prealabile, exact așa cum se întâmplă în cazul riplului și al interferenței de semnal și al șocului de curent la anclanșare.
Este binecunoscut faptul că existe mulți producători pe piață, așadar atât calitatea cât și prețul unui produs anume poate varia enorm.
Dacă sunteți interesat de alte produse Traco Power, sau aveți nevoie de mai multe informații, vă rugăm nu ezitați să ne contactați la info@soselectronic.ro
Sursa: Florian Haas, Traco Electronic AG,
Vă plac articolele noastre? Dacă da, atunci nu ratați nici unul! Nu trebuie să vă faceți griji în privința modului de livrare. Ne vom ocupa noi de tot pentru dvs.
