Gịnị bụ Voltage Regulation?

Mgbe ndị na-arụ ọrụ datacenter na Amazon Web Services hụrụ mkpọka nkesa na-atụghị anya ya n'oge awa ọnụ ọgụgụ kacha elu, nchọpụta na-arụtụ aka na onye na-eme ihe ọjọọ: esemokwu voltaji n'ofe netwọk ikesa ike ha. Mkpebi a chọrọ mmejuputa usoro ụkpụrụ voltaji dị elu{1}na-akọwapụta etu echiche eletrịkị a siri metụta ntụkwasị obi akụrụngwa ọgbara ọhụrụ. Ụkpụrụ voltaji na-ekpebi ma sistemu eletriki gị na-arụ ọrụ nke ọma ma ọ bụ na-eche ọgba aghara dị oke ọnụ, site na ekwentị ruo na ụlọ ọrụ mmepụta ihe.

Ụkpụrụ voltaji na-ezo aka n'ikike nke usoro eletriki iji nọgide na-enwe voltaji mmepụta na-agbanwe agbanwe n'agbanyeghị ọdịiche dị na voltaji ntinye ma ọ bụ ọnọdụ ibu. Ikike a na-anọchi anya ụkpụrụ ntọala na ma injinịa ike yana imepụta elektrọnik, ebe ọbụlagodi obere mgbanaka voltaji nwere ike ịbanye na ọdịda akụrụngwa ma ọ bụ ihe egwu nchekwa.

Echiche a na-egosipụta n'ọnọdụ abụọ dị iche iche: dị ka ihe na-agafe agafe na-akọwa mgbanwe voltaji n'ofe akụrụngwa nnyefe, yana ntinye aka na-arụ ọrụ site na nhazi ngwaọrụ. Na sistemu ọkụ eletrik, a na-agụta ụkpụrụ voltaji dị ka oke enweghị nha: (Vnl - Vfl)/Vfl, ebe Vnl na-anọchi anya mba - voltaji ibu na Vfl na-anọchi anya voltaji zuru ezu-. Pasent dị ala na-egosi ụkpụrụ dị elu{5}}usoro dị mma ga-enweta 0%, nke pụtara mgbanwe voltaji efu n'etiti enweghị-ibu na ọnọdụ zuru-.

Isi uru nke ụkpụrụ voltaji na-agbasa karịa nkọwa teknụzụ gaa na nsonaazụ arụmọrụ a na-ahụ anya. Sistemu ndị nwere ụkpụrụ na-ezughị oke na-enweta ụdị ọdịda atọ dị egwu nke ụlọ ọrụ enweghị ike ileghara anya.

Nke mbụ, nbibi akụrụngwa na-agba ọsọ nke ukwuu n'okpuru ọnọdụ voltaji na-adịghị akwụsi ike. Akụrụngwa eletrọnịkị emebere maka ọkwa voltaji a kapịrị ọnụ na-ebelata arụmọrụ yana mkpụmkpụ ndụ mgbe ọ na-arụ ọrụ na mpụga oke kacha mma, yana moto induction na-egosi mfu dị elu nke ukwuu n'okpuru ụkpụrụ adịghị mma. Ebe a na-emepụta ihe na-agba moto na 10% n'okpuru voltaji enyerela aka nwere ike ịhụ mfu arụmọrụ karịrị 15%, na-atụgharị gaa na mkpofu ike kwa afọ.

Nke abụọ, voltaji ekweghị ekwe na-emepụta cascading nchedo usoro ọdịda. Mgbe netwọk nkesa na-enweta mgbanwe voltaji n'oge oke oke, ngwaọrụ nchebe nwere ike ịla n'iyi na-enweghị isi, na-ebute mgbasa ozi zuru ebe niile na-agbasa site na sistemu ejikọtara ọnụ. Mwepụ n'ebe ugwu ọwụwa anyanwụ nke afọ 2003 gosipụtara adịghị ike a-ụgha voltaji nyere aka n'usoro ihe omume nke hapụrụ nde mmadụ 50 enweghị ike.

Nke atọ, ngwa elektrọnik ọgbara ọhụrụ na-achọwanye nnabata voltaji siri ike. Microprocessors, ibe ebe nchekwa, na sistemụ njikwa dijitalụ na-arụ ọrụ n'ime windo voltaji mgbe ụfọdụ dị warara karịa ± 50 millivolts. Site na sekit agbakwunyere na-achọ ọtụtụ ọkwa voltaji na njupụta ike na-abawanye, mfu nnyefe abụrụla ihe dị egwu-ịkwọ ụgbọala ọhụrụ n'ebe ndị na-achịkwa voltaji agbakwunyere etinyere ozugbo na ngwugwu mgbawa.

Mmetụta ego na-agbakwunye nchegbu teknụzụ ndị a. Obere datacenter{1} nke nwere nsogbu ụkpụrụ voltaji nwere ike ibute $50,000-$200,000 na ụgwọ nnọchi akụrụngwa kwa afọ, gbakwunyere mfu ego na-enweta site n'oge ọdịda. Maka akụrụngwa, ụkpụrụ na-adịghị mma na-ebute mkpesa ndị ahịa, ntaramahụhụ iwu, na ihe nkwalite akụrụngwa chọrọ nke nwere ike iru nde dollar.

Voltage Regulation

Ịghọta ụkpụrụ na-amalite site na nkọwa ọnụọgụ ya. Pasent ụkpụrụ voltaji na-egosipụta ole voltaji na-agbanwe n'etiti ọnọdụ ebutugoro na nke zuru oke:

Iwu voltaji (%)=[(VNL - VFL) / VFL] × 100

Ebe:

VNL=Mba - voltaji na-ebu (ọnọdụ sekit mepere emepe, eruba efu ugbu a)

VFL=zuru ezu- voltaji ibu (ihe kacha emeziri ugbu a)

Usoro a na-ekpughe mmekọrịta dị iche na ịdịmma: pasentị dị ala na-egosi ụkpụrụ ka mma. Igwe ọkụ dị mma ga-edobe voltaji otu n'agbanyeghị ibu, na-enweta ụkpụrụ 0%. Sistemụ sistemu ụwa n'ezie na-ezubere 1-5% maka ngwa dị elu-, n'agbanyeghị na oke anabatara dị iche iche site na ngwa-usoro ụlọ ọrụ nwere ike ịnabata 5-10%, ebe ezigbo ngwa chọrọ n'okpuru 1%.

Tụlee ihe atụ bara uru: Onye ntụgharị ọkụ na-arụpụta 120V na-enweghị ibu ejikọrọ. Mgbe ị na-ese ihe kacha ugbu a, voltaji na-adaba na 114V. Ngụkọta ụkpụrụ na-ewepụta: (120-114)/114 × 100=5.26%. Nke a na-egosi ogo ụkpụrụ na-agafeghị oke-nke a na-anabata maka iji ụlọ ọrụ mmepụta ihe n'ozuzu mana ezughi oke maka ngwa eletrọnịkị nwere mmetụta na-achọ njikwa ike.

Ihe mejupụtara usoro a na-egosipụta omume eletrik dị mkpa. Ọ dịghị - voltaji ibu na-anọchi anya mpụta usoro echiche nke isi mmalite na-enweghị mfu mgbochi ma ọ bụ mmeghachi omume sitere na erute ugbu a. Ihe ndekọ voltaji zuru ezu- maka voltaji na-adaba n'ofe mgbochi niile dị n'ụzọ nnyefe{4}} nguzogide ihe nrụzi, windings transformer, point njikọ. Ọdịiche a na-akọwapụta etu ezigbo sistemu si wezuga omume ọma.

Metiriks agbakwunyere atọ mejupụtara foto iwu:

Iwu ahịrịjikoro mpụta voltaji kwụsie ike megide mgbanwe voltaji ntinye. Kwuru dị ka mgbanwe pasentị na mmepụta kwa pasentị mgbanwe na ntinye, ọ kacha mkpa maka ngwaọrụ batrị{1}} ebe voltaji isi iyi na-agbada n'oge mwepu. Ndị na-ahazi ahịrị dị mma na-edobe mmepụta n'ime 0.1% n'agbanyeghị mgbanwe ntinye 10-20%.

Iwu Ibu Ibuna-akọwapụta ndagide voltaji mmepụta n'ofe oke ibu zuru oke site na efu ruo ugbu a kachasị. A kọwapụtara ya dị ka oke nke ọdịiche voltaji dị n'etiti ọnọdụ ebutugoro na nke zuru oke n'elu voltaji ebukọrọ zuru oke. Mgbanwe ọkụ ọkụ na-enwetakarị 1-3% ibu ụkpụrụ, ebe linear regulators nwere ike iru n'okpuru 0.1%.

Ndabere okpomọkụna-akọwa nkwụsi ike voltaji n'ofe oke okpomọkụ na-arụ ọrụ. Akụkụ ike na-emepụta okpomoku dị egwu, na ntụnye aka voltaji semiconductor na-agbanwe yana ọnọdụ okpomọkụ na ọnụego a tụrụ na akụkụ kwa nde kwa ogo Celsius (ppm / ogo). Sistemu ziri ezi chọrọ ọnụọgụ okpomọkụ n'okpuru 50 ppm / ogo, nke a na-enweta site na atụmatụ ntụaka akwụ ụgwọ.

Ụkpụrụ voltaji na nnyefe ọkụ na-ekpughe ka ihe ọkụ eletrik si akpụ nnukwu- nhazi akụrụngwa. Ahịrị nnyefe na-enwekarị nguzogide, inductance, na ike nke na-agbanwegharị voltaji n'ogologo ha, na-emetụta ma ịdị ukwuu na akụkụ akụkụ. Paragraf ndị a kesara na-emepụta profaịlụ voltaji dị mgbagwoju anya nke ndị injinia ga-eṅomi nke ọma maka ọrụ grid a pụrụ ịdabere na ya.

Mmekọrịta impedance na-achịkwa omume nnyefe. Mgbe nke ugbu a na-aga site na nkwụgide ahịrị R, ọ na-ewepụta n'ime{1}} voltaji ọdịda (IR). N'otu oge, ugbu a site na inductive reactance X na-emepụta mbelata voltaji na-eduga ugbu a site na ogo 90 (IXL). Susceptance capacitive na-ewebata ogbe chaja nke na-ebelata mmetụta inductive. Nchikota vector nke akụrụngwa ndị a na-ekpebi izipu n'ezie{6}} voltaji ngwụcha achọrọ iji nweta ọbịbịa achọrọ- voltaji ngwụcha.

Ihe na-akpata ike na-emetụta oke nrụzi. Ibu na-emepụta ihe na-eme ka ọkụ eletrik dị ala karịa ịnata voltaji na-ebuwanye ibu na-ebuwanye ibu nke na-ebuwanye ibu, ebe ibu na-eduga ugbu a nwere ike ime ka voltaji dị ala karịa ịnata voltaji. Ihe omume a na-akọwa ihe kpatara ụlọ ọrụ ji eji capacitor bank maka mmezi ihe ike - ha na-ebelata ma mfu nnyefe yana chọrọ ụkpụrụ voltaji n'otu oge.

Ụzọ nlegharị anya atọ na-enye ọnụ ọgụgụ nke ịdị mgbagwoju anya na-aba ụba:

Mkpebi ahịrị dị mkpirikpi(n'okpuru 80 km) na-eleghara capacitance anya, na-emeso ahịrị dị ka usoro nguzogide na inductance. Nlereanya a dị mfe na-enye ± 5-10% izi ezi zuru oke maka nhazi mbụ mana ọ naghị ejide ọnọdụ dị mkpa n'ahịrị ogologo.

Mkpebi Ahịrị Ọkara(80-250 km) na-ekesa shunt capacitance n'otu aka ahụ na izipu na ịnata njedebe, na-akpụ sekit aha π nominal. Ịdị mma na-akawanye ± 2-3%, na-eme ka ọ dị mma maka ọtụtụ nyocha usoro nkesa.

Ogologo ahịrị nso(n'elu 250 km) na-ekesa impedance na nnabata n'otu n'otu n'ogologo ahịrị ahụ, na-achọ ngwọta nha nha dị iche. Usoro a kacha zie ezie na-adị mkpa maka nnyefe voltaji dị elu{2} ebe ọbụlagodi 1% mperi na-anọchite anya megawatts nke ike yana nnukwu mgbagha voltaji.

Ihe atụ nnyefe bara uru na-egosi echiche ndị a: A 138 kV, 100 km line na-eje ozi ibu ọrụ mmepụta ihe na-ese 50 MW na 0.85 ike ihe na-ebelata. Usoro ahịrị: nguzogide 0.15 Ω/km, mmeghachi omume inductive 0.40 Ω/km. Iji usoro -ahịrị, ndị injinia na-agbakọ voltaji izipu{9}} ngwụcha ga-abụrịrị 142.3 kV iji wepụta 138 kV na njedebe nnata{12}}iwu 3.1%. Na-enweghị mmezi ihe ike, ụkpụrụ ga-agafe 5%, nwere ike ịkpata mmebi akụrụngwa n'oge ọchọrọ kacha elu.

Ezigbo akụrụngwa na-eche nsogbu ndị ọzọ ihu: ibu na-agbanwe agbanwe n'ụbọchị dum, mmetụta okpomọkụ na nguzogide onye na-eduzi, na ntinye nke ọgbọ nke kesara nke nwere ike gbanwee echiche mgbaba ike omenala. Mbanye na-eto eto nke isi mmalite ume ọhụrụ na ụgbọ ala eletrik emewo ka ụkpụrụ voltaji na netwọk nkesa voltaji dị obere{1} na-achọwanye atụmatụ ọhụrụ karịa usoro ọdịnala.

Ọ bụ ezie na ụkpụrụ na-agafe agafe na-akọwa omume sistemụ, ngwaọrụ na-arụ ọrụ na-achịkwa ụma na-achịkwa voltaji site na usoro dị iche iche. Teknụzụ ọ bụla na-enye uru dị iche iche dabara na ngwa akọwapụtara.

Linear regulators na-arụ ọrụ dị ka eletrọnịkị na-achịkwa mgbanwe resistors. Ha na-eji ngwaọrụ ngafe na-arụ ọrụ dị ka MOSFET ma ọ bụ BJT na-achịkwa nke nnukwu ihe nkwuputa uru-, na-atụnyere voltaji ntụaka dị n'ime ya na volta mmepụta ewepụtara iji mee ka ọdịiche ha gaa na efu. Nzaghachi nzaghachi a na-aga n'ihu na-edozi nkwụsị nke ihe ngafe iji kwụọ ụgwọ maka mgbanwe ibu ma ọ bụ ntinye.

Ụkpụrụ na-arụ ọrụ na-emepụta mmachi dị adị: ndị na-achịkwa linear nwere ike gbadata naanị voltaji, na ngafe ntinye{0}}mpụta dị iche iche na-agbasa dị ka okpomọkụ. Maka ntinye 12V na-emepụta mmepụta 5V na 2A, onye na-achịkwa na-agbasa (12-5)×2=14W dị ka okpomọkụ ka ọ na-ebuga naanị 10W na ibu-a 42% arụmọrụ. Ibu ọkụ ọkụ a na-achọ ikpo ọkụ nke na-agbakwunye ọnụ ahịa, nha na ihe ịma aka njikwa okpomọkụ.

N'agbanyeghị mmejọ arụmọrụ, ndị na-achịkwa linear na-achịkwa ngwa na-eji ike ha akpọrọ ihe:

Mmepụta mkpọtụ dị ala: Enweghị oge mgbanwe mgbanwe na-ewebata nnyonye anya electromagnetic, dị oke mkpa maka sekit analọg, akụrụngwa ọdịyo na sistemụ RF.

Nzaghachi ngwa ngwa nwa oge: Naanị nzaghachi analog na-aza n'ime microseconds iji budata mgbanwe, dị mma maka microprocessors nwere ihe na-agbanwe ngwa ngwa ugbu a.

Imepụta mfe: Na-achọ naanị ntinye / mmepụta capacitors karịrị IC regulator, linear designs na-ebelata ohere osisi na ọnụ ọgụgụ akụrụngwa.

Ọnụ ala: Mmepụta olu dị elu {{0} na sekit dị mfe na-eme ka ndị na-achịkwa linear bụrụ nhọrọ kacha mma maka ọkwa ike adịghị oke.

LM7805, onye na-ahụ maka usoro ahịrị 5V, na-egosipụta ụdị ahụ. Na-eri n'okpuru $0.50 na olu, ọ na-enye ihe ruru 1.5A nwere ụkpụrụ ahịrị 50-60mV na ụkpụrụ ibu 100mV. Maka ngwaọrụ batrị - ebe voltaji ntinye dabara dakọtara ihe achọrọ, obere{10}dropout (LDO) linear regulars na-arụ ọrụ nwere ihe dị iche ntinye ntinye n'okpuru 300mV, na-ebelata ihe mkpofu ma na-ejigide uru mkpọtụ.

Ndị na-ahụ maka mgbanwe na-eji ụzọ dị iche iche: na-agbanwe ngwa ngwa nchekwa ihe nchekwa ike (inductors na capacitors) iji nyefee ike site na ntinye gaa na mmepụta. Ndị na-achịkwa mgbanwe na-enweta arụmọrụ dị elu{1}}mgbe 85-95%- bara uru karịsịa mgbe ọ dị icheiche ntinye-mpụta dị, mana chọrọ ihe ndị gbagwojuru anya ma na-emepụta mkpọtụ mgbanwe.

Topologies atọ dị mkpa na-elebara mkpa ntụgharị dị iche iche anya:

Buck (Nzọụkwụ- gbadata)converters rụọ ọrụ nke ọma belata voltaji. Mgbanwe na-agbanwe n'etiti ijikọ inductor na voltaji ntinye na ala na ugboro ugboro site na 100 kHz ruo ọtụtụ MHz. Mgbe ejikọrọ na ntinye, nke ugbu a na-ewuli elu na inductor, na-echekwa ike n'ime oghere magnetik ya. Mgbe agbanyere n'ala, ubi na-ada ada na-ahapụ ike na mmepụta. Usoro ọrụ (pasent nke oge ejikọrọ na ntinye) na-ejikwa voltaji mmepụta ozugbo: VOUT=VIN × D.

Nkwalite (Nzọụkwụ-N'elu)ndị ntụgharị na-ebuli voltaji na-eji ngbanwe mmekọ. Mgbe mgba ọkụ na-ejikọta inductor na ala, nke ugbu a na-ewuli elu. Imepe mgba ọkụ na-amanye inductor ugbu a site na diode mmepụta, na-agbakwunye na voltaji ntinye. Na-akwalite ndị ntụgharị ike ọkụ azụ LED, batrị - ngwaọrụ nwere ike chọrọ voltaji dị elu, yana sistemu braking na-emegharị.

Buck-kwalitendị ntụgharị na-enye voltaji mmepụta ma ọ bụ n'elu ma ọ bụ n'okpuru ntinye, dị mkpa maka ngwa batrị ebe voltaji na-adịgasị iche n'oge ọ bụla. Otu - batrị lithium cell sitere na 4.2V chajịrị nke ọma ruo 3.0V agwụla; ihe ngbanwe - na-akwalite mmepụta 3.3V n'ofe oke a.

Ndị na-achịkwa mgbanwe chọrọ nleba anya nhazi nke ọma nke ndị na-achịkwa linear na-ezere:

Nleba anya nhazi: Mgbanwe dị elu- na-emepụta oghere electromagnetic nke nwere ike ijikọ na sekit dị n'akụkụ. A ga-edobe capacitors ntinye na mmepụta nso na onye na-ahụ maka njikwa, ụgbọ elu ala na-achọ nkewa nke ọma, yana ihe ntụgharị uche inductor.

Nhọrọ akụrụngwa: Uru inductor, ọkwa dị ugbu a, na njirimara saturation na-emetụta arụmọrụ yana nrụpụta mmepụta. Nhọrọ Capacitor ga-azarịrị maka ESR (Equivalent Series Resistance) na ngbanwe ugboro.

Nkwụsi ike akaghị njikwaNetwọk nkwụghachi ụgwọ chọrọ nyocha nzaghachi ugboro ugboro iji hụ na ọrụ kwụsiri ike gafee ọnọdụ ibu niile ma na-edobe nzaghachi ngwa ngwa.

Ndị na-ahụ maka mgbanwe mgbanwe nke oge a na-ejikọta ọrụ na-abawanye ụba iji mee ka mmejuputa ya dị mfe. Usoro Texas Instruments 'Mfe Switcher Series na Analog Devices' μModule regulators tinyere inductor na sekit njikwa n'otu ngwugwu, chọrọ naanị ntinye / mmepụta capacitors.

Ferroresonant Transformersna-anọchi anya usoro iwu na-agafe agafe pụrụ iche. Ihe ngbanwe ndị a na-arụ ọrụ na isi magnetik ha kpachaara anya juputara maka ọtụtụ n'ime okirikiri AC, na-ekepụta voltaji na-emepụta ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ mgbe niile n'agbanyeghị mgbanwe ntinye dị ukwuu, ebe ha na-enyochakwa nkwekọrịta ma na-enye njem dị mkpirikpi{1} site na ike n'oge mfu ọkụ. Ọdịmma ha na ịdị nhịahụ ha dabara na gburugburu ụlọ ọrụ mmepụta ihe siri ike, mana arụmọrụ adịghị mma (60-80%) yana ngwa na-ebelata oke ọkụ. Ọkụ ịgbado ọkụ Arc na ọkụ mwepu na-erite uru site na njirimara ferroresonant.

Na - Ndị na-agbanwe mgbata (OLTC)nye ụkpụrụ voltaji maka nkesa nkesa. Kpatụ na usoro ntụgharị ikuku na-enye ohere njikwa eletrọnịkị ka ọ gbanwee oke ntụgharị ka a na-enye ume, na-ebuli elu ma ọ bụ na-akụda voltaji ntinye ka ọ nọgide na-arụpụta n'ime nkọwapụta. Utilities na-eji OLTCs na ọdụ ụgbọ ala iji kwụọ ụgwọ maka ọdịda voltaji n'akụkụ ndị na-ekesa nkesa, na-arụ ọrụ na usoro 32 nke 0.625% mmezi iji dowe ± 5% voltaji bands.

Voltage Regulation

Ịhọrọ na imejuputa ụkpụrụ voltaji chọrọ nyocha usoro nke ọtụtụ ihe na-adabere na ya. Nhọrọ na-ezighi ezi na-eduga na ọdịda iwu nke nwere ike ọ gaghị apụta ruo mgbe mbugharị ubi, na-emepụta nhazigharị dị oke ọnụ ma ọ bụ nhazigharị ubi.

Njikwa okpomọkụ na-achịkwa ihe ịga nke ọma nke nchịkwa Linear

Mgbasa ọkụ nke ndị na-achịkwa Linear na-eso nha nha dị mfe mana enweghị mgbaghara: PDISS=(VIN - VOUT) × ILOAD. Onye na-achịkwa na-agbada 24V ruo 5V ka ọ na-enye 2A na-ewepụ 38W- karịa mkpokọta akụrụngwa akụrụngwa. Ibu ọkụ a na-achọ ikpo ọkụ nke ndị injinia na-eledakarị anya.

Junction - na - case thermal resistance (θJC) na ikpe -na -ambient thermal resistance (θCA) chọpụta okpomọkụ arụ ọrụ: TJ=TA + (θJC + θCA) × PDISS. Ọ bụrụ na ikpokọta okpomọkụ karịrị ọkwa (ọ na-abụkarị 125{16}}150 degrees ), onye na-ahụ maka njikwa na-abanye n'ikpo ọkụ, na-akpaghasị ọrụ sistemu. Maka ihe atụ 38W nwere ogo θJC=2 /W na θCA=15 ogo /W (na-eche na ikpo ọkụ na-agafe agafe), ọnọdụ okpomọkụ na-ebili ruo ogo 25 + 17 × 38=671 - n'ụzọ anụ ahụ agaghị ekwe omume. Ọnọdụ a chọrọ ma ọ bụ mmanye ikuku na-ebelata θCA ruo ogo 4 / W, ma ọ bụ gbanwee gaa na topology dị mma karị.

Ntinye-Ntụziaka dị iche iche nke Voltage Nhọrọ Topology

Ntugharị voltaji n'ụzọ bụ isi na-ekpebi ike nke ụzọ dị iche iche. Ndị na-achịkwa linear na-eme uche mgbe (VIN - VOUT) ka dị obere - na-adịkarị n'okpuru 5V- wee wepụta obere ihe dị ugbu a. N'ofe ọnụ ụzọ ndị a, ngbanwe uru arụmọrụ na-emeri mgbagwoju anya ha.

Tụlee ọnọdụ atọ maka imepụta 5V na 2A:

Ntinye 9V: Linear na-agbasa 8W (64% nke ọma), na-atụgharị 1.5W (93% nke ọma). Linear na-anọgide na-arụ ọrụ ma ọ bụrụ na mkpọtụ okwu na ohere na-enye ohere heatsinking.

Ntinye 24V: Linear na-agbasa 38W (26% nke ọma), na-atụgharị 2.5W (91% nke ọma). Ịgbanwe nke ọma nke ọma-usoro linear agaghị ekwe omume na-enweghị mmanye jụrụ oyi.

Batrị 3.7V Li{1}}: Linear enweghị ike ịkwalite voltaji; ego - kwalite mgbanwe achọrọ. Nke a na-anọchite anya ọdịiche ikike dị mkpa, ọ bụghị naanị arụmọrụ.

Bujuru Arụmọrụ Ọdịiche Dị Mgbanwe ugbu a

Sistemụ dijitalụ ọgbara ọhụrụ na-enye profaịlụ ibu dị egwu. Ngbanwe Microprocessors n'etiti steeti ụra na-ese milliamps na ọrụ ike zuru oke na-achọ ọtụtụ amperes n'ime microseconds. Ndị nrụpụta ike dị elu- jiri ọtụtụ ibe DrMOS gbara onwe ha gburugburu{4}}agwakọtara ọkwọ ụgbọ ala yana ngwa FET ike{5}nwere otu iji weta ugbu a zuru oke ma jikwaa arụmọrụ n'okpuru ọkwa kacha.

Nzaghachi onye na-achịkwa obere oge-Ososo voltaji mmepụta si agbake site na mgbanwe ibu na mberede{1}dabere n'ọtụtụ ihe:

Capacitance mmepụta: Nnukwu capacitors na-enyekwu nchekwa nchekwa n'oge na-adịru nwa oge, na-amachi ntinye voltaji, mana nzaghachi nzaghachi ngwa ngwa. Ụkpụrụ a na-ahụkarị sitere na 10μF maka obere -LDO dị ugbu a ruo 1000μF maka ọtụtụ- ndị na-agbanwe mgbanwe amp.

bandwidth loop nzaghachi: Loops ngwa ngwa na-edozi mperi ngwa ngwa mana enweghị nsogbu ma ọ bụrụ na akwụghị ya nke ọma. Loops njikwa na-agbanwe agbanwe na-arụkarị ọrụ na 1/10th ruo 1/5th ugboro ngbanwe.

ESR nke mmepụta capacitor: The resistive akụrụngwa nke capacitor impedance na-ekpebi ozugbo voltaji nzọụkwụ n'oge ibu transients. Seramiki dị ala-ESR (n'okpuru 10mΩ) ma ọ bụ ike polymer na-ebelata mmetụta a.

Nkọwapụta na-akọwapụta nzaghachi na-adịru nwa oge dị ka mgbaka voltaji mmepụta yana oge mgbake maka ọkwa ibu akọwapụtara. Ndị na-ahụ maka mgbanwe mma na-edobe mmepụta n'ime 2-3% n'oge usoro ibu 50%, na-agbake na ụkpụrụ n'ime 50-100 microseconds.

Oke ịrụ ọrụ gburugburu ebe obibi na-egbochi nhọrọ akụkụ

Ndị na-achịkwa voltaji ga-arụ ọrụ nke ọma n'ofe oke okpomọkụ, mgbanwe voltaji ntinye, yana ọnọdụ nrụgide n'ọrụ kpọmkwem na gburugburu ngwa ha.

Akụrụngwa ụlọ ọrụ nwere ike ịrụ ọrụ site na - ogo 40 ruo +85 ogo . Ngwaahịa ndị ahịa na-ahụkarị ogo 0 ruo ogo +70 . Gburugburu ụgbọ ala na-achọ -40 ogo ruo +125 ogo ogo yana ihe ndị ọzọ chọrọ maka ndakọrịta elektrọnịkị yana nguzogide ujo. Ngosipụta ndị a abụghị oke nchekwa aka ike - akụkụ na-ada mgbe nkọwapụtachara.

Okpomọkụ na-emetụta paramita nchịkwa niile. Ntụaka voltaji na-eji ọnọdụ okpomọkụ na-efegharị na ọnụego akọwapụtara na ppm/ ogo. Ntuziaka nwere ọnụọgụ 50 ppm/ọkwa ogo na-agbanwe 0.005% kwa ogo -nke dị ka obere, mana na-enye njehie 0.4% gafee ogo ogo 80. Maka sistemụ 5V, nke a na-anọchite anya mgbanwe 20mV, nwere ike imebi ihe achọrọ nnabata siri ike. Ngwa ziri ezi na-eji okpomọkụ{11}} nrụtụ aka akwụ ụgwọ na-erute n'okpuru 10 ppm/ degrees .

Ntinye voltaji dị iche iche ule akara akara ike. Batrị -Sistemụ na-arụ ọrụ batrị na-ahụ ire ọkụ n'oge a na-ahapụ ya-mkpọ NiMH anọ- sitere na 5.6V ọhụrụ ruo 4.0V agwụla. Sistemu ụgbọ ala na-atachi obi oyi{7}}crank (7V) na ibu{9}} mkpofu (40V+). AC{13}}Ngwaọrụ nwere ike ga-edozi ọnọdụ brownout na oke voltaji. Nhọrọ onye nhazi ga-enwerịrị oke ntinye n'uju yana oke.

Ezigbo mmejuputa iwu ụwa - na-egosi otu ụkpụrụ voltaji si emetụta ụgwọ ọrụ, ntụkwasị obi ngwaahịa, yana ndoro-ndoro asọmpi n'ofe ụlọ ọrụ.

Ebe data hyperscale na-eri 1{1}2% nke ọkụ eletrik zuru ụwa ọnụ{3} ihe dị ka awa 200 terawatt kwa afọ. Ọbụlagodi nkwalite arụmọrụ pere mpe tụgharịrị gaa na nnukwu nchekwa nchekwa ọrụ yana mmetụta gburugburu ebe obibi.

Ngalaba na-agbasawanye data center nke na-anya mgbako igwe ojii na ọrụ dijitalụ abawanyela ntinye ndị na-achịkwa voltaji n'ihi mkpa dị oke mkpa maka nkwụsi ike voltaji n'ofe akụrụngwa akụrụngwa. Ụlọ ọrụ 10MW na-emefu $7{5}} nde kwa afọ na ọkụ eletrik na ọnụ ahịa ụlọ ọrụ. Nkwalite arụmọrụ 2%{6}} nke a na-enweta site na ụkpụrụ voltaji dị elu na-ebelata mfu ntụgharị - na-echekwa $140,000-160,000 kwa afọ kwa ụlọ ọrụ.

Ebe data Google na-eji modul voltaji regulator modul (VRMs) edobere ozugbo n'akụkụ ndị nrụpụta ihe nkesa, na-ebelata mfu ndị na-eguzogide ike na nnyefe ike. Ụzọ a " nso - na - ibu" na-ebelata voltaji nkesa site na 12V gaa na processor isi voltaji (0.7-1.2V) na arụmọrụ 92-94% na 88-90% maka nhazi oge ochie. N'ofe akụrụngwa zuru ụwa ọnụ nke Google, nke a na-enye ọtụtụ iri nde ego ego kwa afọ.

Ihe ịma aka injinia na-abawanye site na njupụta ike nhazi. Ihe nkesa CPU nke oge a na-eri 200-350W gbadoro ụkwụ na mpaghara anwụ 50mm × 50mm- ike njupụta na-eru nso 100 W/cm². Inweta ike a ka ị na-edobe voltaji n'ime ± 50mV chọrọ usoro nhazi ọtụtụ{10} ọkaibe yana nkekọrịta dị ugbu a yana nzaghachi ngwa ngwa. Mkpokọta ọnụ maka sekit ụkpụrụ voltaji nke ihe nkesa njedebe dị elu{12}} karịrị $150, na-anọchi anya nnukwu ụgwọ{13} nke akụrụngwa nke na-akwado naanị site na uru ntụkwasị obi na arụmọrụ.

Sistemụ nrụpụta akpaaka na-ejikọta ọtụtụ puku sensọ, ndị na-eme ihe, na sistemu njikwa nke ọrụ mmekọrịta ha na-adabere na ike kwụsiri ike. Mberede voltaji na-akpata mmebi{{1} oge, ntụpọ dị mma yana mmebi akụrụngwa.

Ihe nrụpụta semiconductor na-anọchite anya ikpe dị oke egwu. Akụrụngwa fotolithography chọrọ nanometer{1}} ka edobere izi ezi n'ọkwa n'ime awa niile{2}}usoro ikpughe ogologo oge. Ọdịiche voltaji na-eme ka ọ dị obere oge jitter na ndị na-ahụ maka moto stepper nwere ike mebie ụkpụrụ nkpuchi, na-ekpochapụ wafer na-eri $5,000-10,000 nke ọ bụla. Sistemụ ụkpụrụ ụkpụrụ voltaji dị obosara nke na-eji nzacha arụ ọrụ yana ọtụtụ usoro nrụnye arụrụ arụ bụ ọkọlọtọ, na-efu nde mmadụ iji wụnye mana na-egbochi mfu ndị nwere ntụpọ n'usoro buru ibu.

Nrụpụta dị mfe na-eche nsogbu ndị yiri ya ihu na ọnụ ọgụgụ dị ala. Onye na-ebubata akụkụ ụgbọ ala na-arụ ọrụ CNC machining center achọpụtara njehie akụkụ akụkụ na-adịte aka na sags voltaji n'oge mgbanwe ibu ọrụ. Mbelata voltaji 3-5% nọrọ naanị 100-200 milliseconds mana sistemu njikwa servo na-akpaghasị, na-ebute njehie n'ọkwa karịa nnabata. Ịwụnye voltaji regulators na 10-15% mgbazi nso na<20ms response time eliminated defects, justifying the $30,000 equipment cost through prevention of $200,000+ annual scrap costs.

Ụkpụrụ voltaji na netwọk nkesa voltaji dị ala{{0} etoola nke ukwuu n'ihi ịgbasa isi mmalite ume ọhụrụ na ụgbọ ala eletrik, na-achọ atụmatụ ọhụrụ iji jikwaa profaịlụ voltaji nke ọma. Ọgbọ anyanwụ na nke ikuku na-ewebata ike ike bidirectional yana mgbanwe dị iche iche nke mmepụta ngwa ngwa nke emebereghị akụrụngwa grid ọdịnala ka ọ nabata.

Onye na-ekesa ihe nkesa nke ime obodo na-enweghị ụkpụrụ voltaji nwere ike ịhụ 8-10% voltaji na-ebili na isi ihe nwere ọgbọ dị arọ nke anyanwụ n'etiti ehihie, na-emebi oke voltaji ọrụ yana nwere ike ịmanye ndị ntụgharị anyanwụ ka ha belata mmepụta. Ịwụnye ndị na-achịkwa voltaji ahịrị (LVRs) na isi ihe dị mkpa n'akụkụ onye na-enye nri na-edobe voltaji n'ime oke ± 5%, na-enye ohere iji ike emeghari ohuru.

The Economics na-akwado itinye ego iwu. Ngwa na-emefu $500,000 iji wụnye LVR na ihe nrite na-enyere 2-3MW ike ike anyanwụ ekesa ọzọ nke ga-achọ $2-3 nde na nkwalite ụlọ ọrụ ma ọ bụ nhazigharị feeder. Usoro iwu na-enye nloghachi 4-6 × na ntinye ego ka ọ na-akwado ebumnuche nnabata ume ọhụrụ.

Sistemụ nchekwa batrị n'otu aka ahụ chọrọ ụkpụrụ voltaji ọkaibe. Otu grid -lithium 10MWh -ion nrụnye na-enweta ahụmịhe voltaji dị iche iche gafere 20% n'oge niile ụgwọ ọrụ- okirikiri ịgbasa. Sistemụ ngbanwe ike ga-ahazi voltaji DC na onye ntụgharị ka ọ na-ejigide arụmọrụ dị elu{7}}ụkpụrụ a na-ahụkarị na-enweta arụmọrụ 96-97% site na iji topologies mgbanwe ọkwa atọ nwere njikwa voltaji na-arụ ọrụ.

Njirimara voltaji nke kemịkalụ batrị dị iche iche na-emetụta ụkpụrụ iwu chọrọ, nke na-akọwa ihe kpatara mkparịta ụka gburugburulithium vs alkaline batrịna-anọkarị na profaịlụ mwepụ. Mkpụrụ ndụ lithium na-ejigide voltaji dịtụ larịị (3.0-3.7V nwere obere sag) n'ime ọtụtụ oge mgbawa ha, ebe mkpụrụ ndụ alkaline na-egosipụta mbelata voltaji na-aga n'ihu site na 1.6V ruo 0.9V. Ọdịiche dị mkpa a na-eme ka batrị lithium dị elu karịa maka ngwaọrụ nwere ụkpụrụ ụkpụrụ voltaji siri ike{7}}igwefoto dijitalụ, ngwaọrụ ahụike na ngwa eletrọnịkị enwere ike kwụsị ịrụ ọrụ mgbe voltaji ọkọnọ dara n'okpuru ebe a kapịrị ọnụ. Batrị alkaline na-arụ ọrụ nke ọma naanị na ngwa ndị na-anabata mgbanwe voltaji sara mbara ma ọ bụ ndị na-eji ụkpụrụ ebuli elu siri ike iji kwụọ ụgwọ maka mgbada voltaji na-agbada.

Voltage Regulation

Ọdịda njikwa voltaji na-apụta n'ụzọ aghụghọ na-akpaghasị nchọpụta nsogbu. Nchọpụta nke usoro na-aga n'ihu site na mgbaàmà ndị a na-ahụ anya na-akpata mgbọrọgwụ.

Mgbaàmà: Ntọgharị akụrụngwa ma ọ bụ omume na-adịghị mma

Mgbe sistemụ dijitalụ gosipụtara nrụpụta enweghị nkọwa, data mebiri emebi, ma ọ bụ ọrụ na-ekwekọghị ekwekọ, ụkpụrụ voltaji ezughi oke n'oge ibu ibu na-ebutekarị nsogbu ahụ. Microcontrollers na-achọkarị voltaji ka ọ dị n'elu 90-95% nke ọnụ ala mgbe a na-arụ ọrụ-ịdabere n'okpuru ọnụ ụzọ a na-ebute nchọpụta brownout na nrụpụta sistemụ.

Nnwale chọrọ nha oscilloscope nke voltaji ọkọnọ n'oge arụ ọrụ a na-ahụkarị, ọkachasị na-ewepụta mmemme ndị na-adịru nwa oge. Tọọ mkpalite iweghara voltaji dara n'okpuru 95% nke aha aha, yana ebe nchekwa zuru oke iji dekọọ ọtụtụ milliseconds tupu na mgbe emume a gasịrị. Ọ bụrụ na ndị na-agafe agafe na-egosi njikọ na mgbanwe ibu (moto na-amalite, ndị na-ebugharị na-arụ ọrụ, wdg), ekwenyeghị na ezughị oke iwu.

Mkpebi dabere ma okwu a sitere na oke nchịkwa ma ọ bụ ezughị oke mmepụta. Ịbawanye ikike mmepụta na-enye nchekwa nchekwa ike na-adịru nwa oge-okpukpu ike abụọ na-ebelata ịdị ukwuu voltaji dip. Ọ bụrụ na ike na-abawanye na-egosi nloghachi na-ebelata, bandwit loop nke onye na-achịkwa enweghị ike ịza ngwa ngwa nke ọma, na-achọ nhọrọ nhazi ngwa ngwa ma ọ bụ ebe mpaghara-