Как узнать выходную мощность при двуполярном питании. Биполярные и четырехквадрантные источники питания: особенности, применение и преимущества

Что такое биполярный источник питания. Как работает четырехквадрантный блок питания. В чем преимущества четырехквадрантных источников питания. Где применяются биполярные и четырехквадрантные блоки питания. Какие особенности конструкции имеют четырехквадрантные источники.

Что такое биполярный источник питания

Биполярный источник питания — это устройство, способное выдавать как положительное, так и отрицательное напряжение относительно общей точки (земли). Основные особенности биполярных источников питания:

• Имеют три выходных клеммы: положительную, отрицательную и общую (землю)
• Могут выдавать симметричное напряжение, например +15В и -15В
• Позволяют питать устройства, требующие двуполярного питания
• Часто используются для питания операционных усилителей и аналоговых схем

Биполярные источники питания широко применяются в аналоговой электронике, измерительном оборудовании, аудиотехнике и других областях, где требуется двуполярное питание.

Принцип работы четырехквадрантного источника питания

Четырехквадрантный источник питания — это более сложное устройство, способное работать во всех четырех квадрантах вольт-амперной характеристики. Что это означает?

• Может выдавать как положительное, так и отрицательное напряжение
• Может как отдавать ток в нагрузку, так и поглощать ток из нагрузки
• Способен плавно переходить через нулевое значение напряжения и тока
• Может работать как источник и как потребитель энергии

Таким образом, четырехквадрантный источник объединяет функции источника питания и электронной нагрузки в одном устройстве. Это дает большую гибкость при тестировании и питании различных устройств.

Преимущества четырехквадрантных источников питания

Четырехквадрантные источники питания обладают рядом важных преимуществ по сравнению с обычными источниками:

• Универсальность — могут работать как источник и как нагрузка
• Плавный переход через ноль без разрыва тока
• Возможность эмуляции различных типов источников и нагрузок
• Высокая точность и стабильность выходных параметров
• Программируемость и возможность автоматизации измерений

Эти преимущества делают четырехквадрантные источники незаменимыми во многих задачах тестирования и измерений.

Области применения четырехквадрантных источников питания

Четырехквадрантные источники питания находят широкое применение в различных областях:

• Тестирование аккумуляторов и батарей
• Эмуляция солнечных панелей и ветрогенераторов
• Испытания автомобильной электроники
• Тестирование силовых преобразователей
• Научные исследования в области электроники и энергетики
• Калибровка измерительного оборудования

Везде, где требуется гибкий источник питания с возможностью работы в режиме нагрузки, четырехквадрантные источники оказываются оптимальным решением.

Особенности конструкции четырехквадрантных источников

Конструкция четырехквадрантного источника питания имеет ряд особенностей:

• Использование мостовой схемы на силовых транзисторах
• Наличие быстродействующих датчиков тока и напряжения
• Сложная система управления на основе микроконтроллера или DSP
• Применение прецизионных ЦАП и АЦП
• Наличие интерфейсов для внешнего управления (USB, Ethernet и др.)

Все это обеспечивает высокую точность, стабильность и функциональность четырехквадрантных источников питания.

Сравнение биполярных и четырехквадрантных источников питания

Хотя биполярные и четырехквадрантные источники питания имеют некоторые общие черты, между ними есть существенные различия:

Параметр	Биполярный источник	Четырехквадрантный источник
Выходное напряжение	Положительное и отрицательное	Положительное и отрицательное
Направление тока	Только от источника к нагрузке	В обоих направлениях
Работа в режиме нагрузки	Нет	Да
Плавный переход через ноль	Нет	Да
Сложность конструкции	Средняя	Высокая
Стоимость	Средняя	Высокая

Как видно из сравнения, четырехквадрантные источники обладают большей функциональностью, но и более сложны в реализации.

Как выбрать подходящий источник питания

При выборе между биполярным и четырехквадрантным источником питания следует учитывать несколько факторов:

• Требуемый диапазон напряжений и токов
• Необходимость работы в режиме нагрузки
• Требования к точности и стабильности
• Потребность в программировании и автоматизации
• Бюджет проекта

Для простых задач, где требуется только двуполярное питание, биполярный источник может быть оптимальным выбором. Для сложных измерительных и тестовых систем четырехквадрантный источник предоставит максимум возможностей.

Заключение

Биполярные и четырехквадрантные источники питания — это мощные инструменты современной электроники. Понимание их особенностей и возможностей позволяет выбрать оптимальное решение для конкретной задачи. Независимо от выбора, эти устройства значительно расширяют возможности разработки, тестирования и исследований в области электроники и энергетики.

Формулы для определения максимальной (неискажённой) мощности от УНЧ

При помощи этих формул можно определить максимальную мощность, поступающую на динамик, будь это транзисторный или на микросхемах УНЧ (каскады внутри микросхем такие же как и на “рассыпухе”).

Зная напряжение питания, сопротивление динамика и тип усилителя (его легко определить (и для микросхем, если нет даташита) по питанию, соединению динамика с общим проводом или нет, наличию электролитического конденсатора перед динамиком (последовательно) …), легко рассчитать реальную максимальную мощность, а не “продаваемую мощность девайсов”.

Питающим напряжением при двухполярном питании, считаем величину напряжения одной полярности одного источника напряжения. Например, имеем двухполярное напряжение 25 Вольт – это значит, что есть два однополярных источника напряжения, каждый по 25 Вольт, которые соединены последовательно и их точка соединения является общей (+25 – 0 – -25) и именно эту величину (25) подставляем в соответствующую формулу.

Наименьшая величина питающего напряжения

Напряжение источника напряжения не является неизменным. При изменении (увеличении) тока нагрузки напряжение изменяется (уменьшается), соответственно в формулу нужно подставлять наименьшую во времени величину напряжения питания.

Падение напряжения на регулирующем элементе (транзисторе) и резисторе (если есть)

На транзисторе (между КЭ) падает напряжение – в большинстве случаев менее 1 Вольта (зависит от типа транзистора, амплитуды тока и схемы подключения транзистора) (для расчёта используйте величину  Uкэ – 1 Вольт (для большинства случаев), если транзистор составной, то Uкэ – 2 Вольта).

Двухфазный выходной каскад УМНЧ с двухполярным питанием.

— если в схеме отсутствует резистор.

— если резистор есть.

Uпад [В] – падение напряжения на регулирующем элементе (транзисторе) и резисторе (если есть).
Uпит [В] – наименьшая величина питающего напряжения.
Uкэ [В] – падение напряжение на КЭ транзистора (для большинства случаев принять Uкэ = 1).
R [Ом] – сопротивление динамика.
Rрез [Ом] – сопротивление резистора.
P [Вт] – мощность.

Мостовой выходной каскад УМНЧ с двухполярным питанием.

— если в схеме отсутствует резистор.

— если резистор есть.

Uпад [В] – падение напряжения на регулирующем элементе (транзисторе) и резисторе (если есть).
Uпит [В] – наименьшая величина питающего напряжения.
Uкэ [В] – падение напряжение на КЭ транзистора (для большинства случаев принять Uкэ = 1).
R [Ом] – сопротивление динамика.
Rрез [Ом] – сопротивление резистора.
P [Вт] – мощность.

Двухфазный выходной каскад УМНЧ с однополярным питанием.

— если в схеме отсутствует резистор.

— если резистор есть.

Uпад [В] – падение напряжения на регулирующем элементе (транзисторе) и резисторе (если есть).
Uпит [В] – наименьшая величина питающего напряжения.
Uкэ [В] – падение напряжение на КЭ транзистора (для большинства случаев принять Uкэ = 1).
R [Ом] – сопротивление динамика.
Rрез [Ом] – сопротивление резистора.
P [Вт] – мощность.

Мостовой выходной каскад УМНЧ с однополярным питанием.

— если в схеме отсутствует резистор.

— если резистор есть.

Uпад [В] – падение напряжения на регулирующем элементе (транзисторе) и резисторе (если есть).
Uпит [В] – наименьшая величина питающего напряжения.
Uкэ [В] – падение напряжение на КЭ транзистора (для большинства случаев принять Uкэ = 1).
R [Ом] – сопротивление динамика.
Rрез [Ом] – сопротивление резистора.
P [Вт] – мощность.

Теги:

• УНЧ

Параметры радиосетей и усилителей

Параметры радиосетей и усилителей Зависимость выходной мощности усилителя от напряжения питания, определение параметров усилителей Напряжения на динамиках и акустических системах, на выходах усилителей. Импедансы нагрузок радиотрансляционных сетей (громкоговорителей; линий и участков сетей при полной нагрузке на них)   Мощность, отдаваемая громкоговорителем при включении в абонентскую розетку в квартире, при различном его импедансе.   Зависимость выходной мощности от напряжения питания Нередко приходится прикидывать, сколько может отдать усилитель с каким-либо известным напряжением питания. Или нужно найти напряжение, при котором усилитель отдаст нужную мощность. Или просто бывает желание проверить достоверность сведений, указанных в рекламе. Рассмотрим работу стандартного усилителя, с бестрансформаторным двухтактным выходным каскадом на кремниевых транзисторах, работающим в наиболее распространенном режиме АВ. На усилитель подается определенное напряжение питания, например +20в/-20в. В точке соединения транзисторов (она является выходом) напряжение удерживается равным нулю. При поступлении на базы транзисторов синусоидального сигнала, верхний из них начинает плавно открываться, пропуская положительное напряжение в нагрузку. В верхней точке полупериода транзистор максимально открыт, и напряжение на нагрузке максимально. Затем транзистор начинает закрываться, и в момент его полного закрытия начинает открываться нижний транзистор, пропуская в нагрузку отрицательное напряжение. Затем он также закрывается, и в работу снова вступает верхний транзистор. Выходная мощность прямо пропорциональна квадрату действующего значения переменного напряжения на нагрузке и обратно пропорциональна ее сопротивлению. Действующее значение составляет 0.72 амплитудного значения. Амплитудное значение — это значение в крайних точках (верхней и нижней) синусоиды, то есть в моменты полного открывания транзисторов. В начале следует рассчитать так называемую расчетную мощность (Pрасч.). Она всегда больше номинальной на величину потерь в эмиттерных резисторах и делителе цепи ООС, и составляет 1. Pрасч. ≥ 1.1 Pном. Напряжение источника питания (одного или суммы двух) определяется по формуле   2. Uи. п.=2(√2Pрасч.*Zнагр.  + Uкэ.нас) , где Uкэ.нас — напряжение на выходных транзисторах, для германиевых оно составляет 0.4…2, для кремниевых 2…5в и уточняется по справочным данным на транзисторы. Амплитуда тока коллектора Iк.max, и среднее значение тока, потребляемого от источника питания Iк.ср.,находится по формулам: 3. Iк.max=√2Pрасч/Zнагр. 4. Iк.ср=Iк.max/π Максимальная мощность рассеяния на транзисторе одного плеча: 5. Pк.max ≈ 0.5Pрасч. При выборе выходных транзисторов следует руководствоваться следующим: Uкэ. доп ≥ 1.2 Uи.п. (Uкэ.доп — допустимое напряжение для транзистора; Uи.п. — сумма двух напряжений питания, или однополярное напряжение.) Iк.доп ≥ (1.2…1.3) Iк.max (Iк.доп — допустимый ток коллектора транзистора; Iк.max — максимальный ток, см. формулу 3) Pк.доп ≥ Pк.max (Pк.доп — допустимая мощность рассеяния транзистора, Pк.max — максимальная мощность, см. формулу 5) fβ > (2…4) fв (fβ — граничная частота усиления транзистора при включении с ОЭ, fβ ≈ fα / β, fв — верхняя граница диапазона частот) Пример расчета. Дано: Pном. (требуемая) = 50вт Zн. = 4ом fв = 20кГц. Применяются транзисторы КТ808 Просадка в блоке питания 15%, т.е. Uх.х-15%*Uх.х.=Uи.п. Справочные данные на транзисторы КТ808: Uкэ.доп=120в Iк.доп=10а Pк.доп=60вт fβ=7МГц Uкэ.нас.= 2.5в Найти: Uи.п. (сумма напряжений источников питания), требуемое напряжение холостого хода Uх.х. Iк.ср (средний потребляемый ток выходного каскада) Мощность блока питания для одного канала. КПД выходного каскада с блоком питания. Подтвердить или опровергнуть возможность применения данных транзисторов. усилитель. Pрасч. ≥ 1.1 Pном =1.1*50=55вт Uи.п.=2(√2Pрасч.*Zнагр.  + Uкэ.нас) = 2 (√2*55*4    + 2.5) =2 * 23.5в Iк.max=√2Pрасч/Zнагр. = √2*55/4 =5.24а Iк.ср=Iк.max/π = 5.24/3.14 =1.67а транзисторы. Pк.max ≈ 0.5Pрасч = Pк.доп = 0.5*55 =27.5вт < 60вт,  значит транзисторы подходят Iк.доп = 1.3 * Iк.max = 1.3*5.24 =6.8а < 10а, значит транзисторы подходят Uкэ.доп = 1.2 * Uи.п. = 1.2*2*23.5 =56.4в < 120, значит транзисторы подходят. блок питания. Uи.п. — напряжение питания выходного каскада под нагрузкой, см. формулы выше. Uх.х — напряжение холостого хода блока питания. Uи.п.=Uх.х — 15/100*Uх.х.=85/100*Uх.х Uх.х=117.5/100*Uи.п.=2*23.5*117.7/100 = 2*28в Pб.п.=Uх.х*Iк.ср = 2*28*1.67 = 93.52вт КПД=Pвых/Pб.п = 50/93.52 =0.535=53.5% Чтобы найти расчетную, а затем номинальную мощность, из формулы №2 удобно вывести следующую формулу: 6. Затем ее перевести в номинальную, и учитывая просадку в блоке питания, равную в большинстве случаев 15%, найти реальную мощность. При увеличении сопротивления нагрузки уменьшается ток, и уменьшается просадка в блоке питания, способствующая некоторому увеличению мощности.   Напряжение питания на холостом ходу (суммарное по + и — при двухполярном питании или однополярное) Напряжение насыщения Uкэ.нас (тип транзисторов) Номинальная выходная мощность (просадка блока питания) на нагрузки сопротивлением Примеры усилителей 4ом 8ом 16ом 38в (19+19в) 2.5в (КТ805А) 20вт (1.2) 12.5вт (1.1) 6.9вт (1.05) усилитель радиолы Мелодия-101/104 и электрофона Мелодия-103 52в (26+26в) 2. 5в (КТ805 и КТ837) 40вт (1.2)       64в (32+32в) 2.5в (КТ808А) 60вт (1.23)     Радиотехника-УКУ-020 76в (38+38в) (100У-101) 2.5в (КТ808А) 98вт (1.2)     100У-101, Степь-103                         Усилители 100У-101 и Степь-103 рассматриваются как стереоусилители с двумя каналами.   1. Во многих усилителях мощность меньше приведенной в таблице, так как при мощности, соответствующей таблице, искажения могут превышать допустимый уровень (0. 5%). В хороших усилителях мощность близка к табличному значению. Поэтому, усилитель Радиотехника-7101 имеет номинальную мощность 20вт на канал (вместо 40вт), при питании 26+26в. По этим же причинам Мелодия-101,103 и 104 имеет номинальную мощность 6вт (вместо 20вт). Но тут сказывается недостаток емкости конденсаторов, а в Мелодии еще и алюминиевый трансформатор и несовершенная схема с большими искажениями. В усилителях Сигма-200, Эстония-010, Бриг-001, Радиотехника-020, 100У-101 выходная мощность в пределах табличной. 2. В рекламе некоторых усилителей (особенно автомобильных) указывается их максимальная мощность (например 22вт на 4ом при 14.4в питании и мостовом включении), но не указывается номинальная. Она обычно не более 14.3вт. Выходные напряжения усилителей, напряжения, подводимые к динамикам, колонкам, выходным трансформаторам Такой параметр, как выходное напряжение усилителя, считается одним из основных. Его нужно знать при расчете ламповых усилителей для колонок стандартного сопротивления (импеданса), при выборе трансформатора для подключения полупроводникового усилителя к трансляционной сети, для расчета цепей ООС или защиты усилителя. Мощность номинальная усилителя. Напряжение на нагрузке при ее сопротивлении (импедансе). 2ом 3ом 4ом 6ом 8ом 12ом 16ом 0.25вт 0.707в 0.87в 1.0в 1.22в 1.414в 1.75в 2.0в 0.5вт 1.0в 1.22в 1.414в 1.75в 2.0в 2.5в 2.828в 1вт 1.414в 1. 75в 2.0в 2.5в 2.828в 3.5в 4.0в 2.5вт 2.22в 2.75в 3.15в 3.9в 4.45в 5.5в 6.3в 5вт 3.15в 3.9в 4.45в 5.5в 6.3в 7.8в 8.9в 10вт 4.45в 5.5в 6.3в 7.8в 8.9в 11в 12.6в 15вт 5.5в 6.7в 7.8в 9.5в 11в 13.4в 15.6в 25вт 7.07в 8.7в 10в 12.2в 14.14в 17.5в 20в 40вт 9в 11в 12.5в 15. 5в 18в 22в 25.2в 50вт 10в 12.2в 14.14в 17.5в 20в 24.5в 28.28в 75вт 12.2в 15в 17.5в 21.3в 24.5в 30в 35в 100вт 14.14в 17.5в 20в 24.5в 28.28в 35в 40в 150вт 17.5в 21.2в 24.5в 30в 34.6в 42.5в 49в 200вт 20в 24.5в 28.28в 34.6в 40в 49в 56.5в   Импеданс нагрузки радиотрансляционной сети Одним из основных параметров радиотрансляционных сетей является импеданс. То есть полное электрическое сопротивление на какой-либо частоте, обычно 400гц. Его измеряют при неисправностях на линии, на него рассчитывают оборудование. Импеданс громкоговорителя — в рупорных громкоговорителях и трансляционных колонках величина постоянная, в абонентских и трехпрограммных громкоговорителях измеряется при установке регулятора на максимальную громкость. Импеданс линии, сети или участка сети — импеданс трансляционной сети, на которой включены все имеющиеся громкоговорители (при наличии абонентских их регуляторы выставляются на максимальную громкость). Импеданс трансформаторов — в данном случае подразумевается импеданс обмотки трансформатора, при подключении к другой обмотке номинальной нагрузки. Импеданс реальной сети или громкоговорителя часто больше, а потребляемая мощность меньше, так как не вся нагрузка включена. Мощность громкоговорителя (нагрузки усилителя, трансформатора). Импеданс нагрузки (полное сопротивление, а не активное) при напряжении на зажимах. 15в 30в 60в 85 (90)в 120в 170 (180)в 240в 340 (360в) 0.125 1800 ом 7200 ом             0.25 900 ом 3600 ом             0.5 450 ом 1800 ом             1 225 ом 900 ом             2. 5 90ом 360 ом 1440 ом 2880 ом 5760 ом 11520 ом 23040 ом   5 45ом 180 ом 720 ом 1440ом 2880 ом 5760 ом 11520 ом   10 22.5ом * 0.667а 90 ом * 0.33а 360 ом * 0.166а 720 ом * 0.118а 1440 ом * 0.083а 2880 ом * 0.059а 5760 ом * 0.0416а   12.5 18ом * 0.833а 72 ом * 0.416а 288 ом * 0.208а 576 ом 1152 ом 2304 ом 4608 ом 9216ом * 0.0368а 25 9 Ом 36 ом 144 ом 288 ом 576 ом 1152 ом 2304 ом 4608ом * 0. 0738а 50 4.5ом 18 ом 72 ом 144 ом 288 ом 576 ом 1152 ом 2304ом * 0.147а 100   9 ом * 3.33а 36 ом * 1.66а 72 ом * 1.18а 144 ом * 0.833а 288 ом * 0.59а 576 ом * 0.416а 1152ом * 0.294а Мощность громкоговорителя (нагрузки усилителя, трансформатора). Импеданс нагрузки (полное сопротивление, а не активное) и ток через нее при напряжении на зажимах. 60 85 (90) 120 170 (180) 240 340 (360) 480 680 (720, 740) 960 200 Вт 3. 33а * 18ом 2.35а * 36ом 1.66а * 72ом 1.17а * 144ом 0.83а * 288ом         300 Вт 5а * 12ом 3.5а * 24ом 2.5а * 48ом 1.76а * 96ом 1.25а * 192ом         500 Вт 8.3а * 7.2ом 5.9а * 14.4ом 4.16а * 28.8ом 2.95а * 57.6ом 2.08а * 115.2ом 1.47а * 230ом       600 Вт 10а * 6ом 7,05а * 12ом 5а * 24ом 3.52а * 48ом 2.5а * 96ом 1.76а * 192ом       1000 Вт   11.8а * 7.2ом 8.3а * 14.4ом 5.9а * 28.8ом 4. 16а * 57.6ом 2.95а * 115.2ом 2.08а * 230ом 1.47а * 460ом 1.04а * 920ом 1.25 кВт     10.41а * 11.52ом   5.2а * 46.08ом 3.67а * 92ом 2.6а * 184ом 1.83а * 372ом 1.3а * 736ом 2 кВт     16.6а * 7.2ом   8.3а * 28.8ом 5.88а * 57.6ом 4.16а * 115ом 2.94а * 230ом 2.08а * 460ом 2.5 кВт     20.82а * 5.76ом   10.41а * 23.04ом 7.35а * 46.08ом 5.2а * 92ом 3.66а * 186ом 2.6а * 368ом 5 кВт     41.64а * 2.88ом   20.82а * 11.52ом 14. 7а * 23.12ом 10.41а * 46.08ом 7.32а * 93ом 5.2а * 184ом 7.5 кВт         31.25а * 7.68ом 22.05а * 15.41ом 15.62а * 30.6ом 10.98а * 62ом 7.8а * 122ом 10 кВт         41.64а * 5.76ом 29.41а * 11.52ом       15 кВт         62.5а * 3.84ом 44.1а * 7.68 ом         Мощность нагрузки. Импеданс нагрузки (полное сопротивление, а не активное) и ток через нее при напряжении на зажимах. 1360 1920 800вт 0. 6а * 2312ом 0.41а * 4615ом 1кВт 0.73а * 1863ом 0.52а * 3692ом 1.25кВт 0.92а * 1480ом 0.65а * 2953ом 1.5кВт 1.1а * 1236ом 0.78а * 2461ом 2кВт 1.47а * 925ом 1а * 1845ом 2.5кВт 1.84а * 740ом 1.3а * 1476ом 3кВт 2.2а * 618ом 1.56а * 1231ом 4кВт 2.94а * 462ом 2а * 922ом 5кВт 3.68ом * 370ом 2.6а * 738ом Если клетки пустые- значит таких значений на практике нет. На большинстве трехзвенных сетей применяются ТП мощностью 5 кВт и напряжением 960/240в. Следовательно, минимальный импеданс (когда нагрузка максимальна) нагрузки ТП (распределительных фидеров, вместе взятых) равен 11.52ом. Импеданс МФ, идущего к такой ТП (с максимальной нагрузкой на нее), будет равен 184ом. Мощность абонентского трансформатора составляет 10 или 25вт. Напряжение — 240/30в. Минимальный импеданс нагрузки 25-ваттного трансформатора равен 36ом. Импеданс первичной обмотки такого трансформатора (когда он максимально нагружен) — 2304ом.           Мощность абонентского громкоговорителя при включении в абонентскую розетку в квартире 1Известно, что абонентские громкоговорители, установленные в квартирах, подключены к абонентской линии через резисторы сопротивлением 300ом в каждый провод. При небольшой мощности громкоговорителя (большом его импедансе) сопротивление этих резисторов не влияет на работу громкоговорителя, но при подключении громкоговорителя большей мощности (меньшим импедансом) они начинают оказывать влияние, то есть ослаблять сигнал. При подключении 8-омного динамика возникает резкое ослабление сигнала и мощность, отдаваемая динамиком, даже меньше мощности абонентского громкоговорителя. Напряжение в линии 30в, резисторы по 300ом в каждый провод. Импеданс громкого-ворителя (Z), в скобках его номинальная мощность при включении в 30в без резисторов. Мощность, отдаваемая им (Pвых). Напряжение на громкого-ворителе (U1) Мощность, рассеиваемая на резисторах, Pr (Pr1=Pr2, на каждом) Падение напряжения на резисторах, Ur (Ur1=Ur2, на каждом) Ток в цепи (I) Мощность, потребля-емая из линии (Pлин). 7200 (0.125вт) 0.106вт 27.7в 8.85мвт (4.42мвт) 2.3в (1.15в) 3.85ма 115мвт 3600 (0.25вт) 0.18вт 25.7в 30мвт (15мвт) 4.3в (2.15в) 7.14ма 214мвт 1800 (0.5вт) 0.28вт 22.5в 93.7мвт 7.5в (3.75в) 12.5ма 375мвт 900 (1вт) 0.36вт 18в 240мвт 12в (6в) 20ма 0.6вт 600 (1.5вт) 0.375вт 15в 375мвт 15в (7.5в) 25ма 0.75вт 450 (2вт) 0. 367вт 12.86в 0.49вт 17.14в 28.57ма 0.86вт 225 (4вт) 0.3вт 8.(18)в 0.79вт (0.4вт) 21.8в 36.(36)ма 1.09вт 100 (9вт) 0.184вт 4.29 1.1вт (0.55вт) 25.7в 42.86ма 1.29вт 50 (18вт) 0.1вт 2.3 1.28вт 27.7в 46.15ма 1.38вт 32 (28.1вт) 71.7мвт 1.51в 1.35вт 28.5в 47.47ма 1.42вт 16 (56.25вт) 38мвт 0.78 1.42вт 29. 22в 48.7ма 1.46вт 8 (112.5вт) 19.2мвт 0.39 1.46вт 29.61в 49.3ма 1.48вт 4 (225вт) 8.44мвт 0.17в 1.48вт 29.83в 49.67ма 1.49вт замыкание 0вт 0в 1.5вт (0.75вт) 30в (15в) 50ма 1.5вт Из таблицы, где указан импеданс нагрузки (см. выше) следует, что 15-вольтовые громкоговорители (от Московской сети) мощностью 0.125 и 0.25вт имеют импеданс 1800 и 900ом соответственно. Поскольку при включении громкоговорителей мощностью 0.25вт через резисторы они (вместе с резисторами) потребляют меньше (0. 214вт), стандартный трансформатор мощностью 10/25вт способен работать на 46/116 громкоговорителей, что немного больше, чем если-бы они втыкались без резисторов (было бы 40/100шт) Схема и формулы для расчета.

Что такое биполярный (четырехквадрантный) блок питания?

Что такое биполярный (четырехквадрантный) блок питания? — Центр знаний технической поддержки открыт

Этот контент не может отображаться без JavaScript.
Включите JavaScript и перезагрузите страницу.

Начало загрузки..

сохранить  Сохранить

Оперативные руководства

Резюме

Объяснение того, что такое четырехквадрантный источник питания постоянного тока и чем он отличается от более простых конструкций.

Описание

Что такое биполярный (четырехквадрантный) блок питания?

Что такое биполярный (четырехквадрантный) блок питания?

Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно начать с основного определения соглашений о полярности. На рис. 1 представлена ​​простая схема источника питания (двухполюсник) со стандартной полярностью напряжения и тока. Стандартный блок питания обычно является источником питания. Для подачи питания ток должен протекать от клеммы положительного напряжения. Большинство источников питания получают энергию таким образом, обеспечивая положительное выходное напряжение и положительный выходной ток. Это известно как однополярный источник питания, потому что он обеспечивает напряжение только с одной полярностью. По соглашению термин «полярность» обычно относится к полярности напряжения (а не к направлению тока).

Если ток течет на клемму положительного напряжения, источник питания потребляет ток и действует как электронная нагрузка — он поглощает и рассеивает энергию, а не генерирует ее. Большинство блоков питания этого не делают, хотя многие блоки питания Keysight могут потреблять некоторый ток, чтобы быстро снизить выходное напряжение, когда это необходимо — это известно как функция понижающего программирования — дополнительную информацию см. в этом сообщении:

http://powersupply .blogs.keysight.com/2012/03/if-you-need-fast-rise-and-fall-times.html 

 

Для полного определения выходного напряжения и тока источника питания используется декартова система координат. Декартова система координат просто показывает два параметра на перпендикулярных осях. См. рис. 2. По соглашению четыре квадранта системы координат определяются, как показано на рисунке. Римские цифры обычно используются для обозначения квадрантов. Для источников питания напряжение обычно отображается по вертикальной оси, а ток по горизонтальной оси. Эта система координат используется для определения допустимых рабочих точек для данного источника питания. График границы, окружающей эти действительные рабочие точки в системе координат, известен как выходная характеристика источника питания.

Как упоминалось ранее, некоторые блоки питания являются однополярными (выдают выходное напряжение только с одной полярностью), но могут подавать и потреблять ток. Эти источники питания могут работать в квадрантах 1 и 2, поэтому их можно назвать двухквадрантными. В квадранте 1 источник питания будет источником питания с током, вытекающим из клеммы с более положительным напряжением. В квадранте 2 источник питания будет потреблять мощность (втекающий ток), при этом ток будет течь на клемму с более положительным напряжением.

Некоторые источники питания могут обеспечивать положительное или отрицательное напряжение на своих выходных клеммах без необходимости переключения внешней проводки на клеммы. Эти источники обычно могут работать во всех четырех квадрантах и ​​поэтому называются четырехквадрантными источниками питания. Другое их название — биполярные, поскольку они могут создавать положительное или отрицательное напряжение на своих выходных клеммах. В квадрантах 1 и 3 биполярный источник питания является источником питания: ток течет от клеммы с более положительным напряжением. В квадрантах 2 и 4 биполярный источник питания потребляет мощность: ток течет в клемму с более положительным напряжением. См. рис. 3.

Keysight N6784A является примером биполярного источника питания. Он может подавать или потреблять ток, а выходное напряжение на его выходных клеммах может быть установлено положительным или отрицательным. Это блок источника/измерителя (SMU) мощностью 20 Вт с несколькими выходными диапазонами. См. рис. 4 для выходной характеристики N6784A.

Подводя итог, можно сказать, что биполярный или четырехквадрантный источник питания — это источник, который может обеспечивать положительное или отрицательное выходное напряжение, а также может создавать или потреблять ток. Он может работать в любом из четырех квадрантов вольтамперной системы координат.

Было ли это полезно?

---

Не нашли то, что искали?

Моделирование выходного сигнала серии с биполярными источниками питания серии PBZ

Серия

Выходного сигнала с биполярных источников питания

В этой статье я расскажу о применении биполярного источника питания серии PBZ. Один вопрос, который мне часто задают о серии PBZ, заключается в том, можно ли последовательно соединять несколько устройств. Инженеру во мне стыдно говорить своим клиентам «к сожалению, нет». Тем не менее, несмотря на то, что серия PBZ называется «источником питания», она фактически представляет собой ряд усилителей мощности. Я попытался придумать элегантное решение для повышения их выходной мощности. (Читатели, знакомые со звуковым оборудованием, могут понять, к чему я клоню.)

Некоторые стереофонические аудиоусилители имеют так называемый «переключатель BTL». Щелчок по этому переключателю соединяет усилитель левого и правого каналов мостом, что позволяет устройству работать как единый монофонический усилитель. (Рисунок 1) BTL означает «мостовая нагрузка» или «мостовая бестрансформаторная нагрузка». Кстати, на фото вверху в этой статье — BLT Burger…

Теоретически, если взять конфигурацию BTL на рис. 1 и заменить усилитель на усилитель из серии PBZ, а динамик — на тестируемом устройстве, цепь должна быть в состоянии использоваться таким же образом. Хотя два источника питания не соединены последовательно в строгом смысле этого слова, такая конфигурация позволяет удвоить (усилить) выходное напряжение. В этой статье я опишу, как подключить схему, и дам несколько замечаний по использованию.

Настройка системы

Как показано на рис. 2, выходной сигнал берется с выходных клемм соответствующих источников питания. Обратите внимание, что систему можно заземлить только через клемму COM. Хотя частотная характеристика падает примерно до 50% (50 кГц) в режиме постоянного напряжения — 80% (8 ГГц) в режиме постоянного тока, схема по-прежнему вполне пригодна для использования в качестве высокоскоростного биполярного источника питания.

Принцип работы заключается в том, что ведущий BTL на схеме («Ведущий блок») заставляет ведомый BTL («Ведомый блок») выдавать напряжение (В-), противоположное по фазе выходному сигналу ведущего устройства. Единица (В+). Выходное напряжение снимается с выходной клеммы ведущего модуля и выходной клеммы ведомого модуля. Выходное напряжение, возникающее на RL, в два раза превышает напряжение, генерируемое одним устройством.

Подключение модулей
1. Соедините разъем COM ведущего модуля с разъемом COM ведомого модуля.
2. Подключите ВЫХОДНЫЕ клеммы двух источников питания к R _L .
3. Убедитесь, что ВЫХОДНЫЕ клеммы на задней панели устройства не заземлены. При желании клеммы COM на задней панели устройств можно заземлить.
4. Подсоедините разъем J1 выхода CV MONITOR на задней панели ведущего блока (13,18) к разъему EXT SIG IN на передней панели ведомого блока.
5. Синхронизируйте устройства с помощью триггера, соединив TRIG OUT на задней панели ведущего устройства с TRIG IN на задней панели ведомого устройства.

Конфигурация

После того, как блоки были подключены, как показано на рис. 1, пришло время их настроить. Конкретно нам нужно настроить синхронизацию и ввод внешнего сигнала (внешнее управление напряжением). Я рекомендую нажать «shift» при включении питания, чтобы восстановить все настройки до заводских.

Настройка основного блока

Чтобы переключение переключателя ВЫХОД ВКЛ/ВЫКЛ на ведущем блоке вызывало также переключение ВЫХОД ВКЛ/ВЫКЛ на ведомом блоке, настройте СИНХРОННОЕ>РАБОТА {КОНФИГ[3] (3/7)}, как описано ниже. . (См. стр. 89 инструкции по эксплуатации.)

1. Несколько раз нажмите CONFIG, пока не дойдете до 3/7.
2. С помощью элементов управления установите для параметра СИНХРОННЫЙ>РАБОТА значение «ГЛАВНЫЙ».
3. Настройки вступят в силу, когда дисплей переключится на «MASTER».

Настройка ведомого устройства

Шаг 1.
Чтобы кнопка OUTPUT ON/OFF ведомого модуля работала синхронно с переключателем OUTPUT ON/OFF ведущего модуля, настройте SYNCHRONOUS>OPERATION {CONFIG[3] (3/7)}, как описано ниже. (См. стр. 89 инструкции по эксплуатации.)

1. Несколько раз нажмите CONFIG, пока не дойдете до 3/7.
2. С помощью элементов управления установите для параметра SYNCHRONOUS>OPERATION значение «SLAVE».
3. Настройки вступят в силу, когда дисплей переключится на «ВЕДОМЫЙ».

Шаг 2.
Ведомый модуль теперь будет работать синхронно с выходным напряжением ведущего модуля, поэтому вместо использования внутреннего источника сигнала ведомого модуля мы подключаем монитор CV ведущего модуля к входу EXT SIG IN на передней панели ведомого модуля. для подачи внешнего сигнала. Поэтому мы настраиваем (2/7) SIGNAL SOURCE>SELECT, как описано ниже. (См. стр. 88 инструкции по эксплуатации)

1. Несколько раз нажмите CONFIG, пока не дойдете до 2/7.
2. С помощью элементов управления установите для параметра SIGNAL SOURCE>SELECT значение «EXT».
3. С помощью элементов управления установите для параметра SIGNAL SOURCE>EXT SELECT значение «BNC».
4. Настройки вступят в силу, когда дисплей переключится на «BNC».

Шаг 3.
Чтобы выходное напряжение ведомого устройства было отрицательным по сравнению с выходным напряжением ведущего устройства, мы настраиваем усиление внешней сигнальной цепи и полярность выхода, как описано ниже. Поэтому мы настраиваем SIGNAL SOURCE>EXT GAIN {CONFIG[2] (2/7)}, как описано ниже. (См. стр. 88 инструкции по эксплуатации.)

1. Несколько раз нажмите CONFIG, пока не дойдете до 2/7.
2. С помощью элементов управления установите SIGNAL SOURCE>GAIN, как описано ниже. Вводя отрицательное значение, мы можем переключать полярность.
· PBZ20: -10,00
· PBZ40: -20,0
· PBZ60: -30,0
· PBZ80: -40,0
3. Настройки вступают в силу, когда дисплей переключается на новое значение.
4. Регулировка усиления, упомянутая в шаге 2, используется для точного согласования инвертированного напряжения ведомого устройства с выходным напряжением ведущего устройства.

Использование системы

• ВЫХОД ВКЛ/ВЫКЛ можно переключать только на ведущем блоке.
• CV (непрерывное напряжение), CC (непрерывный ток) и настройки максимального тока выполняются на ведущем блоке.
• Если используются два одинаковых источника питания, выходное напряжение будет вдвое больше, чем настроено на ведущем модуле.
• Время отклика ведомого устройства должно быть установлено на минимальное значение.
• Управление сигналом может осуществляться через главный блок.

Выходной сигнал

Форма выходного сигнала, генерируемая двумя устройствами PBZ40-10, показана ниже.
Реакция системы на подъем и спад при постоянном напряжении показана на рисунках 3 и 4. =8 Ом
ПОДЧИНЕННОЕ УСИЛЕНИЕ: -20

Реакция системы на подъем и спад при постоянном токе показана на рис. 5 и 6.

PBZ40-10
Ответ
Master: 70us (CC)
SLAVE: 3,5US (CV)
AC 20VPP DC 0A
R _L = 8 Ом
.

Объединение двух разных устройств

Используемые блоки PBZ могут иметь одинаковое или разное номинальное напряжение, но при объединении блоков с разным номинальным напряжением выходное напряжение ведомого блока будет установлено в соответствии с этим дифференциалом, поэтому общее напряжение объем производства не увеличится в два раза. Например, при объединении ведущего модуля PBZ40 с ведомым устройством PBZ20 и настройке выходного напряжения PBZ40 на 20 В выходное напряжение PBZ20 будет равно 10 В, а напряжение, подаваемое на нагрузку, будет равно 30 В.