Постоянный ток, постоянная мощность и нагрузки с постоянным импедансом

Я искал информацию о нагрузках с постоянной мощностью, постоянным током и постоянным импедансом/сопротивлением, есть некоторая информация о нагрузках с постоянным током, но очень мало информации, которая действительно объясняет постоянную мощность и постоянный импеданс.

Поэтому, пожалуйста, поправьте меня, если я ошибаюсь, поскольку я пытаюсь определить, что я понимаю по этому вопросу:

  • Нагрузка постоянного тока - это нагрузка, которая изменяет свое внутреннее сопротивление для достижения постоянного тока независимо от напряжения, которое на нее подается (в определенной степени), и, следовательно, мощность будет варьироваться.

  • Я предполагаю, что нагрузка с постоянной мощностью также меняет свое сопротивление, поэтому мощность (или произведение напряжения и тока) всегда одинакова, независимо от потребляемого напряжения или тока.

А как насчет постоянных импедансных/резистивных нагрузок? означает ли это, что и напряжение, и ток будут меняться, и, следовательно, мощность тоже будет меняться? а импеданс или сопротивление останется прежним?

И если мы говорим о переменном токе, я также предполагаю, что это справедливо для всех частот в определенном диапазоне.

Теперь, в более традиционном сценарии, когда мы говорим о регулярных ежедневных нагрузках, скажем, блок питания внутри компьютера, питающий материнскую плату и периферийные устройства, или линейный блок питания внутри стереосистемы, питающий внутренние компоненты. Мы говорим о различных токовых, мощностных и импедансных нагрузках?

Как можно определить, является ли нагрузка постоянным током, мощностью или импедансом?

Большое спасибо!

Ответы (2)

Нагрузка с постоянной мощностью изменяет свое сопротивление при изменении входного напряжения, чтобы поддерживать постоянную мощность. Нагрузка с постоянным импедансом — это просто нагрузка, которая представляет собой неизменный импеданс, например, резистор. L -Pad используется для изменения уровня выходного сигнала динамика при сохранении постоянного импеданса нагрузки на усилитель.

Хорошим примером нагрузки с постоянной мощностью является импульсный стабилизатор. Поскольку он должен поддерживать свою мощность в нагрузке, он должен получать ту же мощность от своего источника, даже если источник меняет напряжение.
Это также пример отрицательного импеданса, потому что для поддержания выходной мощности, если напряжение падает , ток должен увеличиваться (в отличие от стандартного резистора, где ток и напряжение растут/падают вместе).

Вот пример схемы, сделанной из повышающего импульсного стабилизатора LT1377:

Постоянная силовая нагрузка

Вот симуляция:

Моделирование постоянной мощности

Входное напряжение V(in) (синяя кривая) начинается с 4 В и постепенно повышается до 10 В. Мы можем видеть, что мощность (красная кривая) остается постоянной на уровне ~ 1 Вт при изменении 6 В на входе (это не идеально, поскольку оно предназначено для представления «реальной жизни» и не на 100% КПД, но это довольно близко)
. Мы также можем видеть характеристика динамического отрицательного сопротивления (зеленая кривая), которая возникает из-за падения входного тока при повышении напряжения. Tt падает с ~ 300 мА до ~ 120 мА при повышении напряжения с 4 В до 10 В — не путайте знак минус, это просто направление измерения в LTSpice.
Наклон динамического сопротивления можно приблизительно рассчитать как (4 В - 10 В) / (300 мА - 120 мА) = -33,3 Ом. С другой стороны, 6 В / -33,3 Ом = -180 мА.

Большое спасибо за этот ответ, это было действительно иллюстративно. Однако у меня есть только вопрос, когда мы говорим об отрицательном импедансе, я могу понять тот факт, что он увеличивает ток, когда напряжение снижается, но как именно это происходит, означает ли это, что импеданс уменьшается, чтобы обеспечить больший ток? ток, который, таким образом, считается отрицательным (поскольку импеданс уменьшился)?
@JoeM - см. редактирование, я имел в виду, что трассировка будет текущей, каковой она является сейчас (извините). Отрицательный импеданс имеет наклон, противоположный положительному, поэтому мы можем измерить (динамический, т.е. изменение) импеданс, взяв разницу двух точек на наклоне. Прочтите Wiki и посмотрите на NIC (преобразователи отрицательного импеданса)
Еще раз спасибо, Оли, я все еще пытаюсь понять ту ссылку на Вики, которую вы предоставили. Но я думаю, что понял идею отрицательного импеданса. Преобразователь с отрицательным импедансом очень похож на неинвертирующий усилитель, но с дополнительным резистором обратной связи.
Да, в NIC на самом деле ток тоже течет в противоположном направлении (течет от «нагрузки» к источнику), так что это статическое отрицательное сопротивление (например, вы можете измерить в одной точке и получить отрицательное значение). Вход импульсного регулятора имеет отрицательный наклон сопротивления, но ток положительный (например, течет от источника к нагрузке) Истинное отрицательное сопротивление подразумевает наличие источника энергии. Попробуйте построить несколько кривых IV компонентов на графике по ссылке.
..и сравните с отрицательными версиями (противоположный наклон и в случае истинного отрицательного сопротивления в противоположном квадранте)

Вы правы в том, что такое нагрузки постоянного тока, мощности и импеданса. Однако большинство нагрузок не так приятны и предсказуемы. Некоторые нагрузки могут выглядеть в основном резистивными, например, нагревательные элементы, но многие нагрузки имеют всевозможные неустойчивые характеристики или изменяются динамически. Например, вход импульсных источников питания в основном выглядит как отрицательное сопротивление, потому что они в основном представляют собой постоянную мощность. Иногда схема блока питания специально разработана для подачи на вход определенного профиля нагрузки. Хорошим примером этого является блок питания переменного тока в постоянный с коррекцией коэффициента мощности .

Чтобы определить характеристики неизвестной нагрузки, ее необходимо измерить. Имейте в виду, однако, что многие нагрузки не попадают в хорошую аккуратную категорию, такую ​​как постоянный ток, мощность или сопротивление. Подумайте, например, о микроконтроллере. Его характеристики могут резко и быстро меняться в зависимости от того, что он делает внутри и как он может управлять выходными контактами.

Таким образом, в основном, большинство нагрузок могут варьироваться? То есть иногда это будет комбинация постоянного тока, мощности и импеданса?
@JoeM: Или, точнее, ни один из особых случаев. Постоянные нагрузки xxx полезны для математического анализа, но в реальном мире встречаются редко. Резистор создает хорошую нагрузку с постоянным сопротивлением, но от него мало толку, кроме как в качестве нагревателя. На вход коммутаторов обычно подается постоянная мощность, но есть значительные отклонения от нее, как правило, в диапазоне полной нагрузки. Постоянный ток встречается довольно редко, за исключением случаев, когда что-то специально для этого предназначено.
Постоянный ток, постоянная мощность и нагрузки с постоянным импедансом
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v