EN
Өнөрөттүк кернеу регуляторлору үчүн негизги электр жана сырткы шарттарга коюлган талаптар
Өнөрөттүк кернеу регуляторлору 24 В DC шинасынын 18 В га төмөндөшү же 36 В га көтөрүлүшү сыяктуу тургузулган өзгөрүштөрдүн шарттарында да так чыгыш кернеусун сактоого тийиш. Маанилүү электр параметрлери төмөнкүлөр:
Кирүү/чыгыш диапазону: Толук өнөрөттүк кирүү диапазонунда ±1% чыгыш тактыгын сактоо
Төмөндөгөн кернеу: LDO лар үчүн 0,3 В айырма — төмөн кирүү шарттарында кернеу төмөндөшүн (brownout) болтурбоо үчүн
PSRR (Куат тасмасынан курчутуу коэффициенти): PLC-нын аналогдык модулдарындагы көчүрүү шуугун басуу үчүн 100 кГц деңгээлинде >70 дБ; мотордун иштөөсүнө кайтып байланыштуу тизмектерде микровольт деңгээлиндеги сигналдын бүтүндүгүн сактоо, бул кыймылдуу башкарууда толкундуу моменттин катачылыгына алып келет.
Катуу шарттарда толук жүктөмдөгү жылуулук иштешүүсү жана эффективдүүлүгү
Жабдыктын узак иштешүүсү үчүн жылуулукту башкаруу орто эсеп менен 85 градус Цельсийде маанилүү болуп калат. Традициялык сызыктардын регуляторлору ашыкча кернеэни жылуулукка айландырат, бул куаттын чачырануусуна алып келет. Мисалы, 12 вольтту 3,3 вольтко 2 амперде өзгөртүү 17 ваттты тартат. Жылуулук тууралуу сүйлөгөндө да инженерлер чоң ысыткычтарды тандап, бөлүктөрдү алардын максималдуу көрсөткүчтөрүнөн төмөн иштетишет. Көчүрүүчү регуляторлор башка: көпчүлүк заманбап дизайндары тез-тез 90% же андан жогору эффективдүүлүккө жетет, ошондой эле ошол эле жүктөмдө жылуулук чачырануусун 2 ватттан төмөнгө түшүрөт.
Температуранын 10 градуска төмөндөшү компоненттердин иштеп турган убакытын чамасынан эки эсе узартат. Ошондуктан көпчүлүк кесипкөйлөр инфракызыл камераларды колдонуп, айрыкча чогулган жерлерде же ысык ортода иштеген тезислерде термалдык кыйынчылыктарды текшерүү үчүн стресс-сыноолорду өткөрөт.
Сенімдүүлүктү текшерүү: MTBF, дерацинг жана кеңейтилген температура диапазонуна ылайыктуулук (-40°Cдан +105°Cге чейин+)
Чыныгы өнөрөлүк деңгээлдеги иштешүү үчүн сенімдүүлүктү текшерүү техникалык сапаттамада көрсөтүлгөн көрсөткүчтөрдөн жогору болушу керек:
MTBF >1 миллион саат 105°Cда, Telcordia SR-332 же JEDEC JESD22-A108 стандарттары боюнча ыскоротулган өмүр сыноосу менен текшерилген
Компоненттердин стратегиялык дерацинги: конденсаторлор — номинал кернеңинин 80%ында, MOSFETтер — VDS нин ≤ 75%ында, жана термалдык чегинен максималдуу токтун чегинен > 20°C төмөндө
Кеңейтилген температура циклы: -40°Cдан +105°Cге (же көрсөтүлгөн учурда жогорураак) чейинки 1000 саат иштөөнүн текшерилүүсү IEC 60068-2-14 (термалдык шок), IEC 60068-2-6 (титрөө) жана IEC 60068-2-30 (ылгыктык) стандарттары боюнча тэдэйлерде, ачык алаяктагы трансформатордук подстанцияларда же жылытылбаган складдарда надёждуу иштөөнү камсыз кылуу үчүн
Ишканалык колдонулуштар үчүн сызыктуу жана импульстуу кернеу регуляторлорунун тандоосу
ПЛК, ЖИМ жана сенсорлордун сигналдык тизмегиндеги чыңгыс чыбырткыга чөйрөөлүк жана ЭМИ
Индустриялык башкаруу системалары, айрыкча ПЛК-лар, ЖИМ-дер жана бардыгын башкаруучу аналогтук сенсордун туташуулары туурасында иштөө үчүн өтө таза электр энергиясы керек. Төмөн түшүү регулятору (LDO) – бул 60 дБден жогору болгон жогорку электр энергиясынан чыдамдуулугу (PSRR) жана өтө төмөн электромагниттик тоскоолдук (EMI) себеби менен өтө жакшы тандоо. Бул аларды 4–20 мА ток циклдарынын бүтүндүгүн коргоого жана токтун тазалыгы төмөн болгондо жеңил бузулган жогорку күчөтүүчү усаттарды башкарууга өтө жакшы кылат. Кайчылануучу регуляторлор башка сюжетти түзөт. Алар тескерисинче, кең диапазондук шумду түзүп, сигналдын сызыктарына таасир этет жана өлчөмдөрдү милливольт деңгээлинде бузат.
Албетте, инженерлер белгилүү подсистемаларды фильтрлөөгө жана коргоого мүмкүнчүлүк бар, бирок бул чыгымдарды көбөйтөт, PCBдеги баалуу орундун бир бөлүгүн ээлейт жана татаал дизайндарды талап кылат. 5 амперден аз токтар менен иштеген аналогдуу кирүү/чыгыш модулдары жана энкодер интерфейстерине подсистемалары үчүн көпчүлүк дизайнерлер LDOлорду колдонууда, анткени алардан тиешелүү тиимдүүлүгү жогорураак варианттар бар. Критикалык колдонулуштар үчүн компромисс — сигналдын бүтүндүгү.
LDOлор менен бак-конвертерлердин салыштырмасы
Көпчүлүк учурда, кернеэни төмөндөткөндө пайда болгон жылуулук аркылуу сызыктардын регуляторлору артыкчылыксыз болот. Мисалы, 24 вольтту 3,3 вольтка төмөндөтүүчү сызыктардын преобразователы 2 ампер ток чыгарганда 14% эффективдүүлүккө ээ болот. Бул ошондой эле, энергиянын 85%тен ашыгы жылуулук катары чачырап кетети дегенди билдирет. Бул маселе чектелген мейкиндикте жана айланадагы температура жогорку болгондо тууган кабыл алынбайт. Инженерлер сызыктардын регуляторлорун коопсуздук температуралык чегинде сактоо үчүн ири өлчөмдөгү жылуулук отворуларын жана суутуучу вентиляторлорду кошуу же системанын өнүмдүүлүгүн чектөөгө түзүшөт. Бул чечимдер системанын бузулушуна алып келүү ыктымалдыгын жана узак мөөнөттө карау чыгымдарын көбөйтөт. Жакшы альтернатива — импульстун узундугун модуляциялоо жана индуктивдүүлүктөрдү колдонуу аркылуу энергияны эффективдүү ташыган импульстук регулятор. Алар 20 ампердик жүктөмдө да 85%–95% эффективдүүлүккө жетишет. Импульстук регуляторлордун кичине жылуулук белгиси алардын компакттуу дизайнда колдонулушуна мүмкүндүк берет жана вентиляторлорго муктаждыкты алып салат. Алар роботторго, мотордун контроллерлери жана өнөрөлүк башкаруу системаларына идеалдуу. Төмөнкү таблица сызыктардын регуляторлорун импульстук регуляторлорго салыштырат.
Параметрлүү LDO регуляторлору жана Бак-преобразователдер
Жогорку токтун подсистемаларында, мисалы, UPS резервдик көчүрмөлөрү же серво усилдештирүүчүлөрдүн шинелери, ЭМИ-ны басуу үчүн кошумча татаалдык бак-преобразователдердин жакшыртылган эффективдүүлүгү менен чоңдугунун катышына, интегралдуу спектрди таркатуучу такттооч жана оптималдуу плата жайгашуусу аркылуу оправданат.
Эскертүү: Сиз индустриялык жүктөм профилдерине ылайык келген кернеу регуляторун колдонуу үчүн кепилдик берип тургула.
Робототехника, мотордук башкаруу жана UPS системалары адатта ичке токтун чыгышы жана жүктөмдүн өзгөрүштөрүн башкаруу үчүн керек болгон жүктөм профилдерине ээ.
Автоматташтырылган заманбап өнөрөс тармагында роботтук кулактардын, сервоприводдордун жана резервдик электр энергиясын камсыз кылуу системаларынын иштөөсүнүн айланасында өнөрөстүк жүктөмдүн профилдеринде маанилүү өзгөрүштөр байкалат, бул баарысы динамикалык күчтүү таасирге алып келет. Машиналарды иштетүү үчүн алардын нормалдуу иштөөсүнүн 10–20 эсе чамасындагы ток тартылат. Баштапкы убакытта багыттардын тез өзгөрүшүн, жабдуулардын жана AC тогунун DC тогуна тез айланышын камсыз кылуу тууралуу ойлонуңуз. Нормалдуу иштөө шарттарына ылайык тандалган кернеу регуляторлорун орнотуу микроконтроллерди кайрадан иштетүүгө жана маалыматтарды бүзүүгө алып келген механикалык жана электрлүү шокторду тудурат; бул регуляторлорго тийиштүү шарттарда компоненттерди туура тандоо маселесин түзөт.
Чоңойгон ток <. Өтүштүк процесстерди 2% ичинде калыбына келтирүү үчүн реакция убактысы < 50 мкс. Микроконтроллерди кайрадан иштетүүнү жана маалыматтарды бүзүүнү болтурбоо үчүн токтун чоңойгон мааниси <. Миссияга маанилүү системалар үчүн токтун чоңойгон маанисине каршы коргоо гичуп-режиминде (өзүн-өзү калыбына келтирүү) колдонуу лач-офф-режимине караганда (кол менен кайрадан иштетүү талап кылынат) предпочтителүү.
Жүктүн динамикасын эсепке албаганда, иштетүүдөн мурун термалдык токтотуу, конденсатордун иштөө мөөртүнүн кыскартылып калышы жана кем токтотуу (undervoltage lockout) пайда болот; булардын баары системанын иштешине терс таасир этет жана жалпы иштетүү чыгымдарын көтөрөт.
Тордогу тербелмелер менен байланыштуу көп санда кыйынчылыктар бар: күчтүн иштөө чегинин 80% тан төмөн түшүшү, булактын күчтүүлүгүнүн 140% тан ашып кеткен кернеу толкуну, ошондой эле 6 киловольттук кернеу толкуну сыяктуу кыска убакытка созулган кернеу толкунулары. Бул тербелмелер ПЛК-лер, мотордун башкаруу жабдуулары жана коопсуздукту контролдоо жабдуулары сыяктуу көптөгөн маанилүү жабдууларга катаң зыян келтириши мүмкүн. Бул күчтүн тербелмелерине чечимдердин бири — сапаттуу кернеу регуляторлорун колдонуу, алар электр толкунуларын жок кылып, кыска жана терең кернеу тербелмелерин 200 миллисекундага чейин сактай алат. Бул түрдөгү регуляция электрондук системалардын чыныгы дүйнөдө көп кездешүүчү жалгыз тоскоолдуктар («коричневый оттенок» же «brownout» шарттары) учурунда иштөөсүн камсыз кылат. Ошол системаларды сынап кароо үчүн IEC 61000-4-11 стандартындагы кернеу тербелмелери жана IEC 61000-4-5 стандартындагы толкундар сыяктуу халыкаралык стандарттарга ылайык келген программалануучу AC булактарын колдонуп, катуу нускамалар боюнча жүргүзүлүшү керек. Бул параметрлерге ылайык келген жабдуулар өндүрүштүн көп турган убакытын (дорогостоящие простои) жок кылат, сезгич жабдууларды зыяндуу электр толкунуларынан коргойт жана жаман электрленген аймактарда өнөржүүлүк жабдуулардын иштөө мөөрөнү узартат.
Көп берилүүчү суроолор
Регулятордун түшүү кернеши деген эмне?
Түшүү кернеши — бул чыгыштагы кернеши башкаруучу кернеңдин регуляциясындагы эң аз айырмалык параметри.
Өнөрөсөлүк кернеңди регуляциялоочулардын жылуулук өнөрү деген эмне?
жылуулук чачыратуу регулятордун иштешине жана жогорку сырткы температурада жайгашкан тезислердин надеждуулугуна көп таасир этет.
LDO-лардын башка түрдөгү түзүлүштөрго караганда кандай артыкчылыктары бар?
LDO-лар PLC жана сенсор интерфейстерине идеалдуу, анткени алардын кернеңди регуляциялоочулардын ичинен эң төмөн көлөмдөгү нойз, сырткы нойздон эң жогорку иммунитет жана эң төмөн ЭМИ (электромагниттик ылдамдануу) касиеттери бар.