מהו עקרון העבודה של ספק כוח DC הניתן לתכנות?
עם הפיתוח המתמשך של מכשירים אלקטרוניים שונים, יש להם דרישות גבוהות יותר לאספקת חשמל DC. בהשוואה למכשירים אלקטרוניים, שימוש בספק כוח DC יחיד אינו יכול לעמוד בדרישות אספקת החשמל, ולכן יש צורך בספקי כוח DC שונים כדי להפעיל מכשירים אלקטרוניים. ספק כוח DC הניתן לתכנות הוא סוג כזה. בבדיקות ייצור, פלט המתח הרחב של ספקי כוח DC הניתנים לתכנות מתאים לבדיקה וניתוח המאפיינים של רכיבים, מעגלים, מודולים והמכונה כולה. היום, Antai Test תציג לכם את עקרון העבודה של ספק כוח DC הניתן לתכנות.
מבוא לספק כוח DC הניתן לתכנות
הכוח הלא אלקטרוסטטי באספקת מתח DC הניתן לתכנות מצביע מהקוטב השלילי אל הקוטב החיובי. כאשר ספק כוח DC הניתן לתכנות מחובר למעגל חיצוני, נוצר זרם מהקוטב החיובי אל הקוטב השלילי מחוץ לספק הכוח (מעגל חיצוני) בגלל כוח השדה החשמלי. באספקת החשמל (מעגל פנימי), ההשפעה של כוחות לא אלקטרוסטטיים גורמת לזרם לזרום מהקוטב השלילי אל הקוטב החיובי, ובכך ליצור מחזור סגור של זרימת מטען.
מאפיין חשוב של ספק כוח DC הניתן לתכנות הוא הכוח האלקטרו-מוטיבי שלו, השווה לעבודה הנעשית על ידי כוחות לא אלקטרוסטטיים כאשר יחידת מטען חיובי נעה מהקוטב השלילי אל הקוטב החיובי בתוך ספק הכוח. כאשר ספק הכוח מספק אנרגיה למעגל, ההספק P שסופק שווה למכפלת הכוח האלקטרו-מוטורי E של ספק הכוח והזרם I, P=EI. מאפיין נוסף של ספק כוח הוא ההתנגדות הפנימית שלו (המכונה התנגדות פנימית) R0. כאשר הזרם העובר דרך ספק הכוח הוא I, ההספק התרמי שאבד באספקת החשמל (כלומר חום הג'ול שנוצר ליחידת זמן) שווה ל-R0I.
כאשר האלקטרודות החיוביות והשליליות של ספק הכוח אינן מחוברות, ספק הכוח נמצא במצב מעגל פתוח, והפרש הפוטנציאל בין שתי האלקטרודות של ספק הכוח שווה בגודלו לכוח האלקטרו-מוטורי של ספק הכוח. במצב מעגל פתוח, אין המרה הדדית בין אנרגיה לא חשמלית לאנרגיה חשמלית. כאשר נגד העומס מחובר לשני הקטבים של ספק הכוח כדי ליצור מעגל סגור, הזרם הזורם דרך ספק הכוח זורם מהקוטב השלילי אל הקוטב החיובי. בשלב זה, הספק EI שסופק על ידי ספק הכוח שווה לסכום ממשק הכוח (U הוא הפרש הפוטנציאל בין הקטבים החיובי והשלילי של ספק הכוח) והספק התרמי R0I שאבד בהתנגדות הפנימית, EI=UIR0I. לכן, כאשר ספק הכוח מספק כוח לנגד העומס, ההבדל הפוטנציאלי בין שני הקטבים של ספק הכוח הוא U=E-R0I.
כאשר מקור כוח אחר בעל כוח אלקטרו-מוטיבי גדול יותר מחובר למקור כוח בעל כוח אלקטרו-מוטיבי קטן יותר, כאשר הקוטב החיובי מחובר לקוטב החיובי והקוטב השלילי מחובר לקוטב השלילי (כגון שימוש בגנרטור DC לטעינת ערכת סוללות), זרם זורם מהקוטב החיובי אל הקוטב השלילי במקור הכוח עם כוח אלקטרו-מוטיבי קטן יותר. בשלב זה, ממשק הספק החשמלי של הכניסה החיצונית שווה לסכום האנרגיה EI המאוחסנת במקור הכוח ליחידת זמן וההספק התרמי R0I שאבד בהתנגדות הפנימית, ו-UI=EIR0I. לכן, כאשר ספק כוח קלט חיצוני מופעל על ספק הכוח, המתח החיצוני המופעל בין שני הקטבים של ספק הכוח צריך להיות U=ER0I.
כאשר ניתן להתעלם מההתנגדות הפנימית של ספק כוח DC הניתן לתכנות, ניתן להתייחס לכך שהכוח האלקטרו-מוטיבי של ספק הכוח שווה בגודלו בערך להפרש הפוטנציאל או המתח בין שני הקטבים של ספק הכוח.
על מנת להשיג מתח DC גבוה יותר, משתמשים בספקי כוח DC הניתנים לתכנות לעתים קרובות בסדרות. בשלב זה, הכוח האלקטרו-מוטיבי הכולל הוא סכום הכוחות האלקטרו-מוטיביים של כל מקורות הכוח, וההתנגדות הפנימית הכוללת היא גם סכום ההתנגדויות הפנימיות של כל מקורות הכוח. בשל העלייה בהתנגדות הפנימית, ניתן להשתמש בו רק במעגלים עם עוצמת זרם נמוכה. על מנת להשיג עוצמת זרם גדולה יותר, ניתן להשתמש במקביל במקורות מתח DC הניתנים לתכנות בעלי כוח אלקטרו-מוטיבי שווה. בשלב זה, הכוח האלקטרו-מוטיבי הכולל הוא הכוח האלקטרו-מוטיבי של מקור כוח בודד, וההתנגדות הפנימית הכוללת היא הערך המקביל של ההתנגדות הפנימית של כל מקור כוח.
