Современная электроника №7/2019

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 55 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2019 увеличивать время, за которое про- исходит изменение напряжения на выходе ИП. ● Индуктивные или импульсные нагруз- ки. Беспроводные устройства обычно потребляют ток короткими импуль- сами. Это приводит к падениям на- пряжения на выходе ИП. Время отклика на выходе Время отклика на выходе ИП (см. рис. 4) – это время, которое тре- буется для переключения на новое зна- чение напряжения. Время обработки команд измеряется отдельно. Время отклика на выходе имеет раз- ные названия: скорость программно- го изменения, время установления, время отклика выхода, характеристи- ка отклика на выходе и время откли- ка при программном изменении. Оно обычно описывается значениями вре- мени нарастания и спада напряжения, временем установления или иногда временно ′ й константой. Значения времени нарастания (и спада) – это время, которое требует- ся, чтобы напряжение на выходе воз- росло с 10 до 90% окончательного зна- чения. Время установления (называе- мое временем отклика на выходе) – это время с момента, когда напряжение на выходе начинает изменяться, до момен- та, когда напряжение устанавливается в заданном диапазоне настройки рядом с окончательным значением. Время отклика при программном уменьшении напряжения Время отклика при программном уменьшении напряжения аналогич- но времени отклика при программ- ном увеличении напряжения за исключением того, что в этом случае выходное напряжение ИП программ- но снижается. Тем не менее следует рассмотреть время отклика при про- граммном уменьшении напряжения отдельно, так как малое время откли- ка при программном увеличении напряжения необязательно гаранти- рует сравнимо малое время отклика при программном уменьшении напря- жения. В базовых моделях ИП обыч- но нет цепей активного рассеивания мощности, которые позволяют быстро понижать напряжение на выходе. В этом случае время отклика при про- граммном уменьшении напряжения часто зависит от того, какую нагруз- ку испытуемое устройство оказывает на выход ИП. Время отклика при переходных процессах Время отклика при переходных про- цессах (или время восстановления при переходных процессах в нагруз- ке) – это время, которое требуется на восстановление напряжения на выхо- де ИП после изменения нагрузки. При увеличении тока нагрузки напряжение на выходе сначала немного снижает- ся, а затем быстро восстанавливается до исходного значения (или близкого к нему) (см. рис. 5). Скорость восстановления напряже- ния при изменении тока нагрузки опре- деляется параметрами контура обрат- ной связи ИП. Высокоскоростные кон- струкции обеспечивают более короткое время восстановления. Однако источ- ники питания, построенные по таким схемам, менее стабильны в работе. Ана- логично низкоскоростные конструк- ции имеют большее время восстановле- ния, но они более стабильны в работе. Ёмкостные нагрузки При работе с ёмкостными нагрузка- ми изменения напряжения на выходе обычно приводят к возникновению больших токов. В таких случаях высо- коскоростной ИП может стать неста- бильным, так как он пытается компен- сировать внезапные изменения тока. Ключевой способ, позволяющий обе- спечить стабильную работу системы, – это согласование выходного импедан- са ИП с нагрузкой. Последовательное сопротивление проводов и эквива- лентное последовательное соединение нагрузки уменьшают ток. Кроме того, в некоторых ИП имеются системы управ- ления скоростью нарастания напряже- ния на выходе. Они позволяют умень- шить скорость изменения напряжения на выходе и уменьшить полосу пропу- скания источника питания. Например, если установленная скорость нарас- тания напряжения равна 5 В/с, то для изменения выходного напряжения на 0,5 В потребуется 0,1 с. Индуктивные и импульсные нагрузки Чтобы увеличить время работы от аккумулятора, мобильные беспро- водные устройства зачастую потре- бляют ток короткими импульсами, что приводит к внезапным измене- ниям параметров на выходе ИП. Мож- но стабилизировать выход ИП, доба- вив дополнительные конденсаторы в нагрузку и сведя к минимуму индук- тивность проводов. Самый простой способ уменьшить индуктивность про- водов – сделать их короче, но это не всегда возможно. Можно уменьшить индуктивность проводов, применяя витые пары. 4. О БЗОР РАЗЛИЧНЫХ ВЫХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИП Системные ИП с функцией автома- тического выбора диапазона широ- ко распространены, поскольку они обеспечивают дополнительную гиб- кость по управлению напряжением и током. Довольно часто в испытуе- мые устройства вносят изменения и добавляют новые функции. Наличие достаточно гибких возможностей по управлению сочетаниями напряже- ния и тока значительно повышает вероятность того, что ИП будет соот- ветствовать предъявляемым требова- ниям в будущем. Определить ИП с двумя диапазона- ми или с автоматическим выбором диапазона довольно просто, так как в их характеристиках обычно исполь- зуется слово «до». Кроме того, такие ИП можно определить по их макси- мальной номинальной мощности, так как они не позволяют достичь мак- симального напряжения при макси- мальном токе (для таких источников произведение максимального напря- жения и максимального тока, то есть расчётная максимальная выходная мощность, намного превышает реаль- ные возможности ИП). Разобраться с данной темой помогут следующие графики. ● Выходная характеристика – это графическое представление всех допустимых сочетаний напряже- ния и тока. ● Прямоугольная выходная характери- стика – это самая распространённая выходная характеристика. Пользова- телю доступны все сочетания напря- жения и тока вплоть до максималь- ных их значений. Рис. 5. Падение напряжения на выходе из-за внезапного изменения тока, потребляемого нагрузкой, и его восстановление