Работа источников питания на индуктивную нагрузку

Хотя компанией предпринимаются все меры для гарантирования стабильной работы силовых устройств при работе на разные виды нагрузок, существует возможность выходных колебаний при работе на высоко индуктивную нагрузку.

Это ожидаемо, учитывая, что выход источника питания – высокоемкостной и внутренняя обратная связь неизбежно имеет конечную полосу пропускания. Когда, при работе на индуктивную нагрузку, выходное напряжение имеет форму ступеньки или быстро изменяется, то на выходе мы можем получить один из двух вариантов:

1. продолжительные колебания
2. затухающие колебания, которые стабилизируются после нескольких циклов.

Частота колебаний есть функция от выходной емкости источника питания и значения подсоединенной индуктивности. Ситуация может быть саппроксимизирована с классическим LCR-контуром с сопротивлением катушки индуктивности, представленным значением “R”. Обычно значение “R” крайне мало, чтобы оказать эффект на затухание колебаний.

Для усиления затухания колебаний в такой цепи, резистор подключается напрямую, параллельно индуктивности. Значение сопротивления резистора будет определятся по значению индуктивности катушки. Хорошей точкой начала в подборе резистора считается значение, приблизительно равное значению:

(L нагрузки(Генри) / С выходного каскада (Фарад)) ^0.5,

где C – емкость выхода источника питания. Для каждой модели этот параметр указан в руководстве по эксплуатации. Мощностные характеристики резистора должны быть следующими:

(1,5 х Vout ²) / R.

На графиках 1 и 2 изображены колебания выходного напряжения при различных значениях сопротивления шунтирующего резистора для данной индуктивности нагрузки и емкости выхода источника питания. В данном примере рассматривается модель XHR300-2 (емкость выхода 120 микрофарад), работающая на нагрузку 2 Генри. Шаг изменения выходного тока запрограммирован на 1.5 Ампера для демонстрации отклика цепи.

На графике видно, что при использовании шунтирующего резистора сопротивлением в 510 Ом выходное значение напряжения сперва возрастает до большого начального значения и затем пытается упасть ниже нулевой отметки. Выходной выпрямитель в источнике питания останавливает это значение на отметке -1 Вольт. В этом случае сопротивления резистора недостаточно и может быть вызваны нелинейные продолжительные колебания напряжения.

При сопротивлении 120 Ом также наблюдаются затухающие колебания напряжения, но значительно меньше выходящие за установленные пределы по току в нагрузке. Однако, при использовании 75-тиомного сопротивления мы наблюдаем значительное улучшение в переходном процессе и отсутствие превышения в значениях выходного тока. Конечное значение тока в катушке будет несколько меньше требуемого (за счет протекания части тока через шунт), но для компенсации его можно несколько увеличить путем программирования токового предела источника питания.

Мощность выбранного резистора вычисляем по вышеприведенной формуле 1.5 х 18 ² / 75 = 6.47 Ватта. Таким образом, для данного применения будет достаточно шунтирующего резистора сопротивлением 75 Ом и мощностью 10 Ватт.