Có một nguồn cung cấp điện liên tục?

18

Nguồn điện áp là một thiết bị tạo ra điện áp không đổi, nhưng cho phép cường độ dòng điện và công suất thay đổi, phù hợp với quy luật điện. Nguồn hiện tại là một thiết bị tạo ra dòng điện không đổi, cho phép điện áp và công suất thay đổi.

Có một nguồn năng lượng không đổi - tức là một thiết bị có công suất đầu ra không bao giờ thay đổi? Bất kể bản chất của những gì nó được kết nối, điện áp và cường độ của nó sẽ được điều chỉnh để cung cấp năng lượng không đổi. (Hành vi của nó sẽ không được xác định cho cả mạch mở và mạch bị hỏng.)

power-supply power constant-power

— PyRulez
nguồn

Bản chất của tải trọng? Tuyến tính hay phi tuyến tính? Tải trọng có thể thay đổi như thế nào? Bạn dự định sử dụng như thế nào?

— Gopi

Tại sao những câu hỏi như vậy cho những thứ rất cơ bản như nguồn, v.v., được đặt rất thường xuyên và chúng rất phổ biến?

— GR Tech

1

Bạn có hỏi nếu có một nguồn năng lượng 'lý tưởng', trong phân tích mạch. Có phải câu hỏi bạn đang hỏi, 'Vì chúng ta có nguồn điện áp lý tưởng và nguồn hiện tại lý tưởng, chúng ta có thể có nguồn năng lượng lý tưởng không?'

— JFA

Một câu trả lời đầy đủ sẽ lưu ý cả ví dụ lý thuyết và thực tế, nếu chúng tồn tại.

— PyRulez

17

Có, rất dễ dàng để xây dựng một nguồn cung cấp năng lượng không đổi.

Lấy ví dụ, một bộ chuyển đổi tăng tốc chuyển đổi thông thường.

sơ đồ

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Giả sử nó đang hoạt động ở chế độ không liên tục và không có chỉnh lưu đồng bộ (nghĩa là chỉ là một diode). Nếu công tắc được vận hành với một chu kỳ nhiệm vụ cố định (nghĩa là không có phản hồi), nó sẽ đặt một lượng năng lượng cố định vào cuộn cảm mỗi lần đóng. Lượng năng lượng chỉ phụ thuộc vào điện áp đầu vào, độ tự cảm và thời gian. Năng lượng đó được đổ vào tải khi công tắc mở.

Năng lượng không đổi trên mỗi chu kỳ × số chu kỳ không đổi trong một giây = năng lượng không đổi trên giây = công suất không đổi.

Bất kể điện trở của tải, điện áp và mức hiện tại sẽ tự điều chỉnh để phù hợp với giá trị công suất đó.

Về mặt giới hạn thực tế, nếu đầu ra của nguồn cung cấp này bị chập, thì dòng điện sẽ bị giới hạn bởi điện trở của các thành phần bên trong (cuộn cảm và diode). Nếu đầu ra bị mở, điện áp sẽ bị giới hạn bởi điện dung phân tán của các thành phần - cuộn cảm sẽ "đổ chuông" với một số điện áp cao ở tần số tự cộng hưởng.

— Dave Tweed
nguồn

1

Mặt trái của điều này được sử dụng phổ biến là "bộ theo dõi điểm công suất tối đa" cho pin mặt trời: đối với điện áp đầu ra nhất định, thay đổi điện áp đầu vào / điểm hiện tại để truyền công suất tối đa từ các tế bào.

— pjc50

2

@ pjc50: Có, bộ chuyển đổi mã chuyển mạch có thể được sử dụng làm tải có thể điều chỉnh cho bảng điều khiển năng lượng mặt trời và cùng với các cảm biến điện áp và dòng điện phù hợp, có thể xây dựng vòng phản hồi thực hiện MPPT. Nhưng tôi không theo dõi điều này theo nghĩa nào là "mặt trái" của những gì tôi đang nói trong câu trả lời của mình. Điểm chung của MPPT là giá trị thực của công suất tối đa khác nhau.

— Dave Tweed

1

V = \sqrt{P \cdot R}

$V = \sqrt{P \cdot R}$

I = \sqrt{\frac{P}{R}}

$I = \sqrt{\frac{P}{R}}$

1

E = \frac{1}{2} I_{p e a k}^{2} \cdot L

$E = \frac{1}{2}I_{peak}^2\cdot L$

I_{p e a k} = \frac{V_{i n} t_{o n}}{L}

$I_{peak} = \frac{V_{in} t_{on}}{L}$

P = E \cdot f_{S W}

$P = E \cdot f_{SW}$

3

Điều này không đúng 100% vì sai lầm phổ biến. Công suất đầu ra của mạch này không phụ thuộc vào điện áp đầu ra. Dòng điện dẫn cực đại là Vt / L, nhưng năng lượng được cung cấp không chỉ là 1 / 2.LI ^ 2 - năng lượng bổ sung được cung cấp bởi VIN trong quá trình phóng điện của cuộn cảm .. Thời gian phóng điện là Toff = L.Ipeak / (VOUT -VIN) và năng lượng được cung cấp cho đầu ra là Vout.Ipeak.Toff / 2

— jp314

5

Có, nhưng thực tế hơn, các thiết bị này được gọi là tải điện tử. Chúng có thể được đặt để vẽ dòng điện không đổi hoặc POWER không đổi từ nguồn điện. Chúng rất hữu ích cho việc kiểm tra nguồn điện, kiểm tra pin và kiểm tra năng lượng mặt trời.

Nguồn cung cấp năng lượng liên tục ít phổ biến hơn, nhưng một ứng dụng thực tế là giữ một màn hình LCD được sử dụng bên ngoài trong điều kiện lạnh đủ ấm để hình ảnh chuyển động không bị nhòe. Yếu tố làm nóng của LCD là một tấm vật liệu mờ mỏng gọi là Indium Tin Oxide. Hoặc có thể có một dây mỏng trong màn hình LCD. Trong cả hai trường hợp, điện trở của lò sưởi thay đổi đáng kể theo nhiệt độ. Nếu bạn cho lò sưởi có dòng điện không đổi hoặc điện áp không đổi, nguồn điện sẽ là một chức năng mạnh mẽ của nhiệt độ môi trường.

Tuy nhiên, chúng tôi muốn có công suất tương đối ổn định, do đó, một nguồn cung cấp năng lượng liên tục được sử dụng.

— người dùng
nguồn

5

Một nguồn cung cấp "công suất không đổi" thực sự sẽ tạo ra dòng điện vô hạn thành một dòng điện ngắn và tạo ra điện áp vô hạn trên một mạch hở; trong thực tế, bất kỳ nguồn cung cấp nào cũng sẽ có giới hạn đối với điện áp và dòng điện mà nó sẽ tạo ra, bất kể công suất đầu ra.

Giữa các giới hạn đó, nhiều nguồn cung cấp chuyển đổi trong phạm vi 60 watt trên thực tế sẽ hoạt động rất giống với nguồn cung cấp năng lượng không đổi khi dòng điện đủ cao để ở mức điện áp đầy đủ, chúng sẽ cần cung cấp nhiều năng lượng hơn khả năng của chúng, nhưng đủ thấp không kích hoạt một mạch giới hạn dòng điện. Từ những gì tôi có thể nói, thông thường, một gia đình cung cấp điện áp khác nhau có cùng dòng điện tối đa và chỉ khác nhau về điện áp tối đa mà họ sẽ tạo ra. Nếu người ta tạo một biểu đồ log-log của các đường cong điện áp so với dòng điện đầu ra, các nguồn cung cấp trong một gia đình sẽ chia sẻ cùng một đường chéo cho công suất đầu ra và sẽ chia sẻ cùng một đường thẳng đứng cho dòng điện tối đa; sự khác biệt duy nhất sẽ là chiều cao của một đường nằm ngang giới hạn điện áp tối đa.

Lưu ý rằng người ta phải kiểm tra bảng dữ liệu của bất kỳ nguồn cung nào mà người ta có thể muốn sử dụng theo cách đó, để làm cho một số nhất định rõ ràng về các khía cạnh của hoạt động là gì hoặc không được chỉ định.

— siêu mèo
nguồn

4

Có một nguồn năng lượng liên tục

Vâng, điều này là có thể làm. Tôi thực sự đã làm điều đó một lần nhiều năm trước như một cuộc biểu tình. Điện áp và dòng điện có thể được đo trực tiếp và điều khiển trực tiếp bằng thiết bị điện tử tương tự, vì vậy đáp ứng có thể tốt. Không có cách nào tốt để trực tiếp kiểm soát quyền lực, cũng không đo lường sức mạnh.

Công suất là sản phẩm của điện áp và dòng điện, vì vậy một cách là đo hai giá trị đó, sau đó thực hiện phép nhân để có được tín hiệu tỷ lệ với công suất. Điều này là khó khăn trong điện tử tương tự. Khi tôi làm điều này cách đây rất lâu, tôi đã sử dụng bộ xử lý kỹ thuật số để tính toán năng lượng từ điện áp và dòng điện đo được, sau đó điều chỉnh đầu ra lên xuống tương ứng. Điều này đã có từ lâu và tôi đã sử dụng máy tính để bàn qua giao diện IEEE-488 để điều khiển thiết bị điện tử. Nó đã thực hiện khoảng 10 lần lặp mỗi giây, đủ cho mục đích thể hiện những gì tôi muốn chứng minh.

Ngày nay, việc cung cấp năng lượng chuyển đổi được kiểm soát thường xuyên bởi các bộ xử lý nhúng nhỏ để đo điện áp và đôi khi hiện tại mỗi xung chuyển mạch. Bội số kỹ thuật số có thể ngắn như các chu kỳ đơn, do đó, thực hiện điều khiển công suất vòng kín là khả thi hơn nhiều hiện nay. Tuy nhiên, có rất ít sử dụng cho việc này. Tôi đã thiết kế một loạt các nguồn cung cấp năng lượng chuyển đổi điện áp không đổi và một vài nguồn cung cấp năng lượng chuyển đổi dòng không đổi, nhưng không bao giờ là nguồn cung cấp năng lượng không đổi. Đó không phải là vì nó không thể được thực hiện một cách hợp lý ngày hôm nay, mà bởi vì tôi đã không sử dụng cho một người.

đó là, một thiết bị mà đầu ra không bao giờ thay đổi?

Đây là một câu hỏi vô nghĩa. Có gì đầu ra ? Vôn? Hiện hành? Quyền lực? Thứ gì khác? Chúng tôi làm kỹ thuật ở đây, không vẫy tay.

Dường như cũng có một số nhầm lẫn về những gì một nguồn cung cấp năng lượng có thể và không thể kiểm soát. Hãy nghĩ về ngay cả trường hợp đơn giản trong đó tải (những gì được kết nối với nguồn cung cấp ngoài tầm kiểm soát của nguồn cung cấp) có thể là bất kỳ điện trở nào. Điện áp, dòng điện và điện trở có liên quan theo định luật Ohm:

Hiện tại = Điện áp / Điện trở

hoặc trong các đơn vị phổ biến:

A = V /

Lưu ý làm thế nào chỉ có hai bậc tự do trong mối quan hệ này. Nếu bạn xác định bất kỳ hai, không có lựa chọn còn lại về thứ ba. Vì tải luôn có một bậc tự do, nên nguồn cung cấp chỉ có một bậc tự do.

Bạn có thể sắp xếp lại các cách khác nhau. Đối với nguồn cung cấp điện áp không đổi, nguồn cung cấp chọn điện áp, tải chọn điện trở và dòng điện đi ra với những gì nó đi ra. Hoặc, tải chọn dòng điện và điện trở rõ ràng được nhìn thấy bởi nguồn cung cấp cho ra những gì nó đi ra.

Công suất là điện áp lần hiện tại. Với luật này và Ohms, bạn có thể nhận được:

Công suất = Điện áp ² / Điện trở

Một lần nữa, chỉ có hai bậc tự do. Nếu nguồn cung cấp điện điều chỉnh công suất và tải sẽ chọn điện trở, thì điện áp đi ra với những gì nó đi ra.

Bạn không thể gian lận vật lý cơ bản.

— Máy tiện Olin
nguồn

1

Hoàn toàn đồng ý. Làm thế nào chúng ta có thể xây dựng nguồn cung cấp điện liên tục nếu tải có thể là tuyến tính hoặc phi tuyến tính? Tải có thể thay đổi? Trừ khi mô hình tải được biết đến, khó thực hiện.

— Gopi

Oh xin lỗi, bỏ lỡ từ ngữ. Tôi có nghĩa là sức mạnh đầu ra không bao giờ thay đổi.

— PyRulez

3

Một nguồn điện áp đủ dễ ngoại trừ khi bạn nghĩ về ngắn mạch - dòng điện vô hạn được lấy và vì lý do này, các nguồn điện áp, theo nghĩa chặt chẽ nhất không tồn tại.

Các nguồn hiện tại có cùng một vấn đề trên một mạch mở - làm thế nào dòng điện có thể được bơm vào không gian mà không cần nguồn hiện tại tạo ra điện áp vô hạn để buộc một dòng điện không đổi.

Nguồn điện được lấy từ nguồn điện áp và dòng điện và có thể tồn tại trên giấy, nhưng, giống như nguồn điện và dòng điện thực, không phù hợp với kỳ vọng lý thuyết.

— Andy aka
nguồn

3

Bộ chuyển đổi điện áp flyback với tần số dao động cố định và chu kỳ nhiệm vụ cố định sẽ tạo ra công suất không đổi miễn là tải không thay đổi quá nhanh.

Khi tải thay đổi theo thời gian, bộ lọc đầu ra ngăn bộ chuyển đổi điều chỉnh công suất được cung cấp nhanh chóng, điều này có thể hoặc không thể là vấn đề trong trường hợp của bạn.

— motoprogger
nguồn

3

Có những bộ nguồn có sẵn trên thị trường có chế độ năng lượng không đổi. Một ví dụ là Sê-ri Sorensen SG.

— Barry
nguồn

0

Có một cách khác để tạo ra một nguồn năng lượng không đổi gần đúng, rất hữu ích nếu tải của bạn thay đổi theo nhiệt độ. Nếu bạn đặt một điện trở nối tiếp có cùng giá trị với tải thì công suất sẽ thoát ra. Một cách để xem xét là nếu điện trở nối tiếp bằng 0 thì tải được điều khiển bởi một điện áp không đổi. Nếu điện trở nối tiếp là vô hạn thì tải được điều khiển bởi dòng điện không đổi. dP / dR = 0 khi R = Rl. Tất nhiên đây không phải là một cách làm thân thiện với môi trường. Roger Williamson

— Roger Williamson
nguồn

0

một cách sử dụng khác cho nguồn năng lượng không đổi công suất thấp có thể là đo lưu lượng khí bằng một dây nichrom duy nhất. Đẩy công suất không đổi qua dây dẫn; một lượng nhiệt không đổi được tạo ra, dây nóng lên và điện trở dây tăng. Bạn có thể tính toán điện trở dây từ điện áp / dòng điện và do đó, có thể biết nhiệt độ dây. Trong khí tĩnh, mức tăng nhiệt độ trên môi trường xung quanh có thể được xác định như vậy.

khí chảy qua dây sẽ loại bỏ nhiệt từ dây với tốc độ lớn hơn tốc độ bằng không, và lượng tổn thất nhiệt tỷ lệ thuận với tốc độ khí.

— loquin
nguồn

3

Điều này dường như không thực sự giải quyết câu hỏi ban đầu, đó là liệu một thiết bị như vậy có tồn tại thay vì sử dụng cho một thiết bị hay không.

— PeterJ

0

Thực hành cung cấp điện VA liên tục. Những gì về thợ hàn cao cấp. Thông thường các thợ hàn là Constant I (stick) hoặc hằng V (Mig). Thợ hàn cao cấp cho phép bạn điều chỉnh độ dốc VA. Chúng không hoàn hảo nhưng cho phép phạm vi điều chỉnh ở đâu đó giữa hằng số I và hằng số V. Với đầu vào công suất dốc VA âm cho bể hàn không phụ thuộc vào chiều dài hồ quang và người vận hành chỉ phải điều khiển tốc độ hàn - điều này làm cho công việc của anh ta dễ dàng hơn

— Richard Weimer
nguồn