Untuk memahami stabilitas regulator pensaklaran, kita sering perlu mengukur respons transien bebannya. Oleh karena itu, mempelajari cara mengukur respons transien sangat penting bagi para insinyur di bidang elektronika.

Dalam bagian ini, kami akan menjelaskan definisi respons transien beban, poin kunci utama dalam pengukuran, cara mengukur respons transien dengan FRA, dan contoh aktual pengukuran dan penyesuaian respons transien beban dari regulator switching. Jika Anda tidak jelas tentang cara mengukur respons transien, Anda dapat memahami metode ini melalui bagian ini. Mari terus membaca!

Berbagi adalah peduli!

Konten

● Apa itu Respons Transien Beban?

● 5 Poin Penting dalam Mengevaluasi Respons Sementara

● Bagaimana Mengevaluasi Respons Sementara?

● Contoh Menyesuaikan Respons Sementara

● FAQ

● Kesimpulan

Apa itu Respons Transien Beban?

Respon transien beban adalah karakteristik respons terhadap fluktuasi beban yang tiba-tiba, yaitu waktu sampai tegangan keluaran kembali ke nilai preset setelah turun atau naik, dan bentuk gelombang dari tegangan keluaran. Ini adalah parameter penting karena berkaitan dengan stabilitas tegangan output sehubungan dengan arus beban.

Berbeda dengan pengaturan beban, seperti namanya menyiratkan karakteristik keadaan sementara. Fenomena yang sebenarnya dijelaskan menggunakan grafik berikut.

Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan tentang grafik:

● Dalam bentuk gelombang grafik di sebelah kiri, arus beban (bentuk gelombang bawah) naik dari nol dengan cepat, dengan waktu naik (tr) 1 detik.

● Di sisi lain, tegangan output (bentuk gelombang atas) turun sesaat, dan setelah itu naik dengan cepat, sedikit melebihi tegangan kondisi tunak, lalu turun lagi ke kondisi stabil.

● Ketika arus beban turun secara tiba-tiba, kita melihat bahwa reaksi sebaliknya terjadi.

Untuk menjelaskan hal-hal dengan cara yang agak kurang formal:

● Saat beban bertambah, tiba-tiba diperlukan lebih banyak arus, dan arus keluaran tidak disuplai cukup cepat, sehingga tegangan turun.

● Dalam operasi ini, arus keluaran maksimum disuplai untuk beberapa siklus untuk mengembalikan tegangan yang turun ke nilai preset, tetapi terlalu banyak disuplai dan tegangan naik sedikit lebih tinggi, sehingga arus yang disuplai diturunkan sehingga nilai preset tercapai.

Ini harus dipahami sebagai deskripsi dari respon transien normal. Ketika ada faktor dan kelainan lain, fenomena lain termasuk di samping ini.

Dalam respons transien beban yang ideal, ada respons terhadap fluktuasi arus beban selama beberapa siklus pensaklaran (waktu yang singkat), dan penurunan tegangan keluaran (naik) dijaga seminimal mungkin dan kembali ke regulasi dalam jumlah minimal waktu.

Artinya, terjadinya tegangan transien seperti lonjakan pada grafik terjadi dalam waktu yang sangat singkat. Grafik tengah adalah untuk waktu naik/turun arus beban 10 sec, dan grafik di sebelah kanan adalah untuk 100 sec. Ini adalah contoh di mana fluktuasi yang lebih lembut pada arus beban menghasilkan respons yang lebih baik setelahnya, dengan fluktuasi tegangan keluaran yang kecil. Namun, pada kenyataannya sulit untuk mengatur perilaku transien arus beban dalam rangkaian.

Kami telah menggambarkan karakteristik respons transien dari catu daya, tetapi pada dasarnya dapat dianggap sama dengan karakteristik frekuensi penguat operasi (margin fasa dan frekuensi crossover). Jika karakteristik frekuensi loop kontrol catu daya sesuai dan stabil, maka fluktuasi transien dari tegangan output dapat ditekan seminimal mungkin.

Karakteristik Respons Sementara

5 Poin Penting dalam Mengevaluasi Respons Sementara

Poin penting yang perlu diingat saat mengevaluasi respons transien catu daya dirangkum di bawah ini.

● Periksa regulasi dan kecepatan respons output terhadap fluktuasi mendadak pada arus beban, seperti saat beralih ke bangun dari status siaga.

● Ketika karakteristik respons frekuensi harus disetel, gunakan pin ITH untuk penyetelan.

● Margin fase dan frekuensi crossover dapat disimpulkan dari bentuk gelombang yang diamati, tetapi menggunakan penganalisis respons frekuensi (FRA) nyaman.

● Tentukan apakah respons adalah operasi normal, atau abnormal, karena saturasi induktor, fungsi pembatas arus, dll.

● Ketika karakteristik respons yang diperlukan tidak dapat diperoleh, metode atau frekuensi kontrol terpisah, pengaturan konstanta eksternal, dll., harus dipelajari.

Bagaimana Mengevaluasi Respons Sementara?

Sebuah metode evaluasi khusus dijelaskan.

● Saat eksperimen dilakukan, sirkuit atau perangkat yang arus bebannya dapat dialihkan secara instan terhubung ke output sirkuit catu daya untuk evaluasi, dan osiloskop yang membantu untuk mengevaluasi dapat digunakan untuk mengamati tegangan keluaran dan arus keluaran.

● Jika respons peralatan aktual akan dikonfirmasi, misalnya status dibuat di mana CPU atau sejenisnya bertransisi dari status siaga ke operasi penuh, dan output diamati dengan cara yang sama.

Poin-poin penting dalam melakukan evaluasi telah dijelaskan di atas; margin fase dan frekuensi crossover selalu dapat disimpulkan dari bentuk gelombang yang diamati, tetapi ini cukup merepotkan.

Baru-baru ini perangkat pengukuran yang disebut penganalisis respons frekuensi (FRA) telah digunakan secara luas, dan dapat digunakan untuk mengukur margin fase dan karakteristik frekuensi dari rangkaian catu daya yang sangat sederhana. Menggunakan FRA bisa sangat efektif.

Ketika, dalam praktik yang sebenarnya, tidak ada perangkat beban yang sesuai yang mampu melakukan sakelar hidup-mati arus besar seketika yang dapat digunakan dalam percobaan, rangkaian sederhana seperti di sebelah kanan di mana MOSFET diaktifkan dapat digunakan. Tentu saja tr dan tf harus ditentukan.

Contoh Menyesuaikan Transien

Beberapa IC regulator switching memiliki pin untuk penyesuaian karakteristik respons; dalam banyak kasus ini disebut ITH. Dalam rangkaian aplikasi yang ditunjukkan pada lembar data untuk IC, nilai komponen yang kurang lebih masuk akal dan konfigurasi untuk kapasitor dan resistor yang akan dihubungkan ke pin ITH dalam kondisi tersebut disajikan. Intinya, ini diambil sebagai titik awal, dan penyesuaian dibuat untuk memenuhi persyaratan yang dibuat dari sirkuit yang sebenarnya dibuat. Mungkin yang terbaik adalah memulai dengan menjaga kapasitor tetap dan memvariasikan nilai resistansi.

Di bawah ini adalah bentuk gelombang osiloskop dan grafik analisis karakteristik frekuensi yang diperoleh dengan menggunakan FRA, yang menunjukkan cara perubahan karakteristik respons transien beban dari BD9A300MUV yang digunakan dalam contoh ini ketika kapasitansi kapasitor pada pin ITH adalah tetap dan nilai resistansinya adalah disesuaikan.

R3=9.1 kΩ、C6＝2700 pF (Pada dasarnya respons yang sesuai dan karakteristik frekuensi diperoleh dengan menggunakan nilai yang direkomendasikan)

R3=3 kΩ、C6＝2700 pF

Saat menurunkan nilai resistansi R3 pita menyempit, dan respons beban memburuk. Tidak ada masalah dengan operasi itu sendiri, tetapi ada terlalu banyak margin fase.

R3=27 kΩ、C6＝2700 pF

Dengan menaikkan resistansi R3, pita diperluas dan respons beban ditingkatkan, tetapi dering terjadi pada fluktuasi tegangan (bagian bentuk gelombang yang diperbesar).

Margin fase kecil, dan tergantung pada hamburan, osilasi abnormal dapat terjadi.

R3=43 kΩ、C6＝2700 pF

Ketika nilai resistansi R3 dinaikkan lebih lanjut, osilasi abnormal terjadi.

Di atas adalah contoh penyesuaian karakteristik respons menggunakan pin ITH. Intinya, transien tegangan yang terjadi pada tegangan keluaran tidak dapat dihilangkan sepenuhnya, dan penyesuaian dibuat sedemikian rupa sehingga respons tidak menimbulkan masalah untuk pengoperasian rangkaian yang disuplai dengan arus.

Tanya Jawab Umum (FAQ)

1. T: Apa Keuntungan Switching Regulator?

J: Pengatur sakelar efisien karena elemen seri sepenuhnya hidup atau mati, sehingga mereka hampir tidak membuang daya. Tidak seperti regulator linier, regulator switching dapat menghasilkan tegangan output yang lebih tinggi dari tegangan input atau polaritas yang berlawanan.

2. T: Apa Tiga Jenis Regulator Switching?

A: Regulator switching dibagi menjadi tiga jenis: regulator step-up, step-down dan inverter.

3. T: Di Mana Regulator Switching Digunakan?

A: Regulator switching digunakan untuk perlindungan tegangan lebih, telepon portabel, platform video game, robot, kamera digital, dan komputer. Switching regulator adalah sirkuit yang kompleks, sehingga tidak terlalu populer di kalangan amatir.

4. Q: Bagaimana Cara Memilih Regulator Switching?

A: Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan saat memilih regulator switching:

● Rentang tegangan masukan. Ini mengacu pada rentang tegangan input yang diizinkan yang didukung oleh IC.

● Rentang tegangan keluaran. Regulator switching biasanya memiliki output variabel

● Arus keluaran

● Kisaran suhu pengoperasian

● Kebisingan

● Efisiensi

● Regulasi beban

● Kemasan dan dimensi.

Kesimpulan

Pada bagian ini, kita mengetahui definisi dari respon transien beban, bagaimana mengukurnya, dan mempelajari contoh yang sebenarnya. Keterampilan ini dapat secara efektif membantu Anda mendeteksi masalah stabilitas beban seperti regulator switching dan menghindari risiko keselamatan sirkuit. Cobalah untuk mengukur respon transien sekarang! Apakah Anda ingin tahu lebih banyak tentang pengukuran respons transien? Tinggalkan komentar Anda di bawah dan beri tahu kami ide Anda! Jika menurut Anda share ini bermanfaat bagi Anda, jangan lupa untuk membagikan halaman ini!

Juga Baca

● Bagaimana Sirkuit Linggis Tegangan Lebih SCR Thyristor Melindungi Catu Daya dari Tegangan Lebih?

● Panduan Utama untuk Dioda Zener pada tahun 2021

● Panduan Lengkap untuk Regulator LDO pada tahun 2021

● Hal-Hal yang Tidak Boleh Anda Lewatkan Tentang Facebook Meta dan Metaverse

prev:3 Jenis Utama Sirkuit Linggis untuk Perlindungan Tegangan Lebih

Berikutnya:Panduan Utama untuk Dioda Zener pada tahun 2021