Современная электроника №7/2019

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 56 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2019 ● Двухдиапазонный выход. Источник питания с двумя диапазонами позво- ляет более гибко задавать сочетания напряжения и тока. ● Функция автоматического выбора диапазона предоставляет наиболее гибкие возможности выбора соче- таний напряжения и тока в рамках предельного значения мощности ис- точника питания. Выходная характеристика Выходная характеристика ИП соот- ветствует границам области, содержа- щей все допустимые сочетания напря- жения и тока для определённого выхо- да. Любое сочетание напряжения и тока, находящееся внутри выходной характеристики, является допустимой рабочей точкой для этого ИП. Прямоугольная выходная характеристика Если посмотреть на график напря- жения – тока, то прямоугольная выход- ная характеристика (см. рис. 6) имеет форму прямоугольника. Максимальную мощность ИП выдаёт в одной точке, соответствующей максимальным зна- чениям напряжения и тока. Например, источник питания мощ- ностью 100 Вт (рассчитанный на напряжение 20 В и ток 5 А) имеет пря- моугольную выходную характеристику. Можно задать любое напряжение в диа- пазоне 0…20 В и любой ток в диапазоне 0…5 А. Так как 20 В × 5 А = 100 Вт, име- ется только одна точка максимальной выходной мощности P max , соответству- ющая максимальным значениям напря- жения и тока. Двухдиапазонный выход Если посмотреть на график напря- жения – тока, то выходная характе- ристика двухдиапазонного выхо- да (см. рис. 7) выглядит как две нало- женные друг на друга прямоугольные выходные характеристики. Соответ- ственно, максимальная мощность на выходе возможна при двух сочетани- ях напряжения и тока. ИП с выходной характеристикой этого типа имеют расширенные воз- можности по заданию выходного сиг- нала по сравнению с ИП с прямоу- гольной выходной характеристикой. В таких ИП можно использовать боль- шее количество сочетаний напряже- ния и тока без дополнительных рас- ходов. При этом размеры и масса таких блоков питания меньше, чем у блоков питания большей мощно- сти. Поэтому, даже если можно зада- вать напряжения и токи вплоть до U max и I max соответственно, сочета- нию ( U max ; I max ) не будет соответство- вать ни одна рабочая точка, так как при таком сочетании мощность пре- высит значение P max . Можно создать ИП, у которого коли- чество диапазонов будет больше двух (хотя такие варианты менее распро- странены). Для таких ИП также воз- можны различные сочетания напря- жения и тока, при которых выходная мощность не превышает значение P max . На графике напряжения – тока выходная характеристика источника питания с автоматическим выбором диапазона (см. рис. 8) выглядит как бесконечное количество перекрыва- ющихся прямоугольных выходных характеристик, при которых выход- ная мощность не превышает значе- ние P max . Кривая постоянной мощ- ности соединяет точки P max при ( I 1 ; U max ) и P max при ( I max ; U 1 ). В качестве иллюстрации ИП с авто- матическим выбором диапазона рас- смотрим выходную характеристику источника питания N6756A (см. рис. 9) с максимальным напряжением 60 В и максимальным током 17 А. В автомо- бильной промышленности напряже- ния, не превышающие 60 В, счита- ются низкими. В современных авто- мобилях используется напряжение 12 В, поскольку соответствующие ком- поненты недороги и широко распро- странены. Использование более высоких напряжений позволяет уменьшить значения тока и, соответственно, размер и массу проводов. Часто про- изводители проводят исследова- ния, используя компоненты, рассчи- танные на напряжения 24 или 48 В. Например автомобили конструкции mild hybrid работают при напряжении 48 В, однако в них имеются системы, рассчитанные на 12 В. При использо- вании напряжений выше 60 В требу- ются дополнительные функции без- опасности. Такие напряжения при- меняются только в электрических транспортных средствах и гибрид- ных трансмиссиях. Максимальный ток для заданного напряжения мож- но определить по выходной характе- ристике. Источник питания N6756A обеспечивает токи 10,4 А (при напря- жении 48 В) и 17 А (при напряжени- ях 12 и 24 В). U U max P max I max I Рис. 6. Прямоугольная выходная характеристика ИП Рис. 7. Выходная характеристика с двумя диапазонами Рис. 8. Выходная характеристика ИП с автоматическим выбором диапазона Рис. 9. Выходная характеристика ИП N6756A U U 1 U max U max I max I 1 I P max P max U U max U 1 I max I 1 P max P max P max P max I Предельная линия максимальных значений мощности 60 500 Вт 500 Вт 500 Вт 500 Вт 8,3 17 29 I, A U, В