Kasi Chigaŵa cha Voltage ni vichi?

Pa nyengo iyo awo ŵakugwira ntchito pa data ya Amazon Web Services ŵakawona kuti pa nyengo iyo ŵanthu ŵakupempha ndalama, awo ŵakupima vinthu ŵakalongora kuti ŵali na mulandu, ŵakalongora kuti pali mulandu: kugaŵikana kwa magesi mu nthowa yawo yakugaŵira magesi. Chigamulo ichi chikakhumbikwiranga kukhazikiska ndondomeko zakulongozgera magesi ghapachanya - highlighting umo fundo yakuzirwa iyi ya magesi yikukhwaskira mwaluŵiro kugomezgeka kwa vinthu vya mazuŵa ghano. Malango gha Voltage ghakusankha usange magesi ghinu ghakugwira ntchito makora panji ghakukumana na vinthu vyakudura, kufuma ku mafoni ghamakono kufika ku malo gha mafakitale.

Malango gha Voltage ghakung’anamura luso lwa dongosolo la magesi kuti lisungirepo magesi ghakufumiramo nyengo zose nangauli pali kusintha kwa magesi ghakunjilirapo panji katundu wa katundu. Kukwaniska uku kukuyimira fundo yakuzirwa mu vyose viŵiri, vyose viŵiri magesi na vya magesi, apo nanga ni magesi ghachoko waka ghangafika pa msinkhu wa kutondeka kwa vipangizo panji ngozi za chivikiliro.

Fundo iyi yikuwoneka mu vigaŵa viŵiri vyakupambanapambana: nga ni katundu uyo wakulongosora kusintha kwa magesi mu vigaŵa vya kutumizga, ndiposo nga ni kunjilirapo kwakugwira ntchito kwizira mu kulongozga vipangizo. Mu ndondomeko za magesi, malango gha magesi ghakupimika nga ni chiŵelengero chambura vigaŵa: (Vnl- Vfl)/Vfl, apo Vnl wakuyimira no - mphamvu ya magesi ndipo Vfl yikwimira kuzura kwa - mphamvu. Maperesenti ghapasi ghakulongora kuti ghali na malango ghapachanya-n, kung’anamura kuti zero kusintha kwa magesi pakati pa no {- katundu na vyose ({8}}} katundu.

Mtengo ukuru wa malango gha magesi ukufika ku vigaŵa vyakukhwaskana na vyaukadaulo mu vyakuchitika vyakuwoneka vyakugwira ntchito. Nthowa izo zili na malango ghambura kukwana zikulongosora nthowa zitatu zakutondeka zakusuzga izo mabungwe ghangaleka yayi.

Chakwamba, kunangika kwa vipangizo kukuchitika mwaluŵiro chomene para kuli magesi ghambura kukhazikika. Vipangizo vya magesi ivyo vikupangika pa vigaŵa vinyake vya magesi vikusuzgika chomene ndiposo vifupi ivyo vikumara para vikugwira ntchito kuwaro kwa malo ghawemi, ndipo magalimoto ghakusambizga ghakulongora kuti ghakutaya chomene pasi pa malango ghaheni. Malo ghakupangira vinthu agho ghakugwira ntchito pa 10% pasi pa magesi ghakupimika ghangawona kuti kutaya kwa nkhongono kukujumpha 15%, kung’anamura vyakuvunda vinandi vya nkhongono pa chaka.

Chachiŵiri, kusakhazikika kwa magesi kukupangiska kuti dongosolo la kuvikilira litondeke. Para ma netiweki ghakugaŵira ghakusintha kusintha kwa magesi pa nyengo ya katundu wapachanya, vipangizo vyakuvikilira vingaŵa kuti vikwenda kwambura kukhumbikwa, ndipo ivi vingapangiska kuti ŵanthu ŵanandi ŵaleke kuzima uko kukuthandazgika kwizira mu ndondomeko zakukolerana. Kuzimwa kwa 2003 ku Northern ku Northern kukalongora kuti pali suzgo ili - mtengo wa voltage kukapangiska kuti paŵe ndondomeko ya vinthu ivyo vikapangiska kuti ŵanthu 50 miliyoni ŵaleke kuŵa na mazaza.

Chachitatu, magesi gha mazuŵa ghano ghakukhumba kuti magesi ghaleke kukhora chomene. Macroprocessors, vipangizo vyakukumbukira, na ndondomeko zakulongozgera digito vikugwira ntchito mukati mwa mawindo gha magesi nyengo zinyake vikuchepa kuluska ± 50 millivolds. Pakuti ma circuit ghakusazgikira ghakukhumbikwira kuti magesi ghaŵe na magesi ghanandi ndiposo kuti nkhongono zikusazgikira, kutayika kwa kutumiza kwazgoka kwakusuzga - driving ku kupanga vinthu viphya ku vigaŵa vya magesi vyakuphatikizgika ivyo vikuŵikika mwaluŵiro mu mapaketi gha chip.

Ivyo vikuchitika pa ndalama vikupangiska kuti ŵanthu ŵaŵe na chitima. A pakatikati {{- datacenter yakukumana na masuzgo ghakulongozga magesi yingaŵa na $ 50,000- $ 200,000 mu ndalama zakusintha vipangizo pachaka, kusazgapo kutaya ndalama kufuma ku nyengo yakupumulira. Kwa vyakugwiriskira ncito, vyakupangiska kuti vinthu viŵe viheni pa nkhani ya kudandaula kwa ŵamakasitomala, vilango vya malango, na ivyo vikukhumbikwa kuti vinthu viŵe makora ivyo vingafika pa madola mamiliyoni ghanandi.

Voltage Regulation

Kupulikiska malango kukuyamba na ng’anamuro lake la unandi. Malipiro gha magesi gha pa mlingo wa magesi ghakulongora umo magesi ghakusinthira pakati pa vinthu ivyo vikuzura na vinthu vyose:

Kuzenga kwa Voltage (= [(VNL - VFL) / VFL] × × 100

Nkhu:

VNL {{{{{{- voltage (mkhalidwe wa dera lakujulika, zero flow flow)

VFL {{{llit}} Full- mphamvu ya magesi (mkunthi wakupangika sonosono apa)

Fomula iyi yikuvumbura ubwezi wa pakati pa mtundu: peresenti yakucepa yikulongora malango ghawemi. Nkhongono yiwemi yingasunga magesi ghakuyana waka kwambura kupwelerako za katundu, kukwaniska 0% malango. Real{{- systems zikukhumba 1-5% pa mapulogalamu ghapachanya - mtundu wa mtundu, nangauli mitundu yakuzomerezgeka yikupambana na ndondomeko-mafakitale ghangazomerezga 5-10%, apo vipangizo vyakwenelera vikukhumbikwira pasi pa 1%.

Taŵanaŵaniyani chiyelezgero chakuchitika: Kusintha kwa nthazi kutuliya 120V kwambura katundu wakulumikizgika. Para mukujambula mwakukwana, magesi ghakukhira ku 114V. Kuŵerengera kwa malango kukupereka: (120-114)/114 × 100=5.26%. Ici cikulongora kuti malango ghakuzomerezgeka ghakukhwaskana na umo mafakitale ghakugwiriskira ncito kweni ghakukwana yayi pa vipangizo vya magesi vyakuzirwa ivyo vikukhumbikwira kuti vilongozgeke makora.

Vigaŵa vya fomula vikulongora umo magesi ghakuchitira. No{1}} voltage yikwimira ivyo vikufuma mu source theoretical kwambura kukana panji kutayika kwakuchitika kufuma ku kuseŵera kwa sono. Full- magesi gha magesi ghakukhwaska madontho gha magesi mu vigaŵa vyose vya impedances mu nthowa yakupelekera - conductor kukana, transformer winglings, mfundo zakukolerana. Kupambana uku kukulongora umo dongosolo leneco likufumira ku nkharo yiwemi.

Vitatu vyakukhozgera vikumalizga chithuzithuzi cha malango:

Malango gha mizerekuyezga kukhazikika kwa magesi gha magesi ghakusintha kwa magesi ghakunjilirapo. Kuwonekera nga ni peresenti ya kusintha kwakufumamo pa peresenti ya kusintha kwa vigaŵa vyakunjilirapo, nkhwakuzirwa chomene pa batire - vipangizo vya nkhongono apo magesi ghakufumira ku source ghakuchepa pa nyengo yakufumiskika. Malamulo gha mzere wa mtundu ghakusungamo ivyo vikufumamo mu 0.1% nangauli 10-20% kusintha kwakunjilirapo.

Lamulokupenda nkhongono za magesi zakufumamo pa katundu wose kufuma pa zero kufika pa nyengo yasono. Iwo ukulongosoreka kuti ni chiŵelengero cha mphambano ya magesi pakati pa vinthu vyambura kuŵikika na vyakuzura na vinthu vyose pa magesi ghakukwana. Kusintha kwa nkhongono za magesi kanandi kukukwaniska 1-3% ya katundu, apo ŵalongozgi ŵa mzere ŵangafika pasi pa 0.1%.

Kuthemba Kuthembalikulongosora kukhazikika kwa magesi mu vigaŵa vyakutentha vyakugwira ntchito. Vigaŵa vya nkhongono vikupangiska kuti paŵe kutentha kwakuzirwa, ndipo semiconductor ya magesi ghakusintha na kutentha na kutentha pa mitengo iyo yikupimika mu vigaŵa pa miliyoni pa digiri yiliyose Celsius (ppm / digiri ). Nthowa zakwenelera zikukhumbikwira kuti paŵe vigaŵa vyakuzizima pasi pa 50 ppm/℃, iyo yikufiskika kwizira mu mapulani agho ghakulipira.

Malango gha Voltage ghakuvikilira nkhongono kukuvumbura umo magesi ghakupangika na vinthu vikuru -cale vyakupangika. Mizere yakutumizgirako vinthu yili na kukana, inductance, na capacitance ivyo vikusintha magesi mu utali wawo, vikukhwaska kukura na msinkhu wa vigaŵa. Ivi vigaŵa vyakugaŵika vikupanga ma profile gha magesi ghakusuzga agho ŵantchito ŵakwenera kuwoneska makora kuti ŵachite ntchito yakugomezgeka ya gridi.

Ubale wa impedance ukulongozga nkharo ya kuthandazga. Para magesi ghakuchimbira kwizira mu kukana kwa mzere, vikupanga inter - phartage dontho (IR). Pa nyengo yeneyiyo, sonosono apa kwizira mu inducttive reactive X yikupanga dontho la magesi ilo likulongozgeka na magesi na 90 degrees (IXL). Capacitive susptive yikuŵika mafunde gha magesi agho ghakuwuskapo vyakuchitika vyakupangiska. vector ams ya vigaŵa ivi ndiyo yikupangiska kuti magesi ghatumizgike nadi-), magesi agho ghakukhumbikwa kuti ghafiskike kupokelera -end voltage.

Nkhongono zikukhwaska chomene nkhongono ya malango. Katundu wakupangiska kuti katundu waŵepo sonosono apa uwo ukusazgirako kutuma -} magesi ghakuru, apo katundu wa capacitive na magesi ghakulongozga wangapangiska kuti kutumiza magesi kuŵe pasi kuluska kupokera magesi. Chinthu ichi chikulongosora chifukwa icho vinthu vyakukhumbikwa vikugwiriskira ntchito mabanki gha capacitor kuti ŵanozge nkhongono - ŵakuchepeska vyose viŵiri kutayika kwa kutumizga na malango gha magesi pa nyengo yimoza.

Nthowa zitatu zakuyezgapo zikupereka kurongosora kwakukwana pa mtengo wa kusuzga:

Nthowa zafupi(pasi pa 80 km) wakuleka kupulikira capacitance, kuchizga mzere nga ni kukana kwa mndandanda na inductance. Chiyelezgero ichi chakupepuka chikupereka ± 5-10% yakukwana kuti chiŵe na ndondomeko yakwamba kweni chikutondeka kukora nkhongono zakuzirwa mu mizere yitali.

Kuyezgelera kwa Mzere wapakati(80-250 km) wakugaŵira capacitance mwakuyana waka pakutuma na kupokera vigaŵa vyakupokera, kupanga dera lakuyana na π yakuyana na π. Kulondola kukusintha ku ±2-3%, kupangiska kuti viŵe vyakwenelera pa kusanda kwa ndondomeko zinandi zakugaŵira.

Kuŵa na Line Mzere(pamwamba pa 250 km) wakugaŵira impedance na kuzomerezga mwakuyana mu utali wa mzere, kukhumba nthowa zakupambanapambana za equation. Nthowa iyi yakukwana chomene yikuŵa yakukhumbikwa chomene pa - voltage transmission apo nanga ni 1% viheni vikwimira megawattts ya nkhongono na kupatuka kwakuzirwa kwa magesi.

Chiyelezgero cha kuthandazga kwakuchitika chikulongora fundo izi: Mzere wa 138 kV, mzere wa 100 km ukupereka katundu wa mafakitale uyo wakujambura 50 MW pa 0.85 nkhongono ya nkhongono. Vigaŵa vya mzere: kukana 0.15 Ω / km, vyakuchitika vya inductive 0.40 Ω / km. Kugwiriskira ncito pakatikati-kupanga viyezgelero, ŵantchito ŵakupenda nkhongono ya kutuma -), magesi ghakwenera kuŵa 142.3 kV kuti ghapeleke 138 kV pa 138 kV pa mzere wakupokelera -a 3.1% malango. Kwambura kunozga nkhongono, malango ghazamujumpha 5%, ndipo ivi vingapangiska kuti vipangizo vileke kugwira ntchito pa nyengo iyo ŵanthu ŵakukhumba chomene.

Vinthu vyeneko vikuwoneska masuzgo: katundu wakusinthasintha zuŵa lose, vyakuchitika vya kutentha pa kukana kwa conductor, na kuphatikizgika kwa mtundu wakugaŵika uwo ungasinthiska vigomezgo vya nkhongono vya chikhalidwe. Kusazgikira kwa nkhongono za nkhongono zakuzgoŵezgeka na magalimoto gha magesi kwapangiska kuti paŵe malango gha magesi mu ma netiweki ghakugaŵira vinthu ghapasi - voltage ghakugaŵira magesi ghakusuzga chomene, ndipo vikukhumbikwira nthowa zasono kuluska nthowa zakale.

Nangauli malango ghambura kugwira ntchito ghakulongosora nkharo ya ndondomeko ya vinthu vyasono, vipangizo vyakulongozgera vyakugwira ntchito vikulaŵilira dala magesi kwizira mu nthowa zakupambanapambana. Tekinoloje yiliyose yikupereka vitumbiko vyakupambanapambana ivyo vikuyana na mapulogiramu ghanyake.

Kulaŵilira kwa linear kukugwira ntchito nga ni vyakukanizga vyakusinthasintha vya magesi. Iwo ŵakugwiliskira nchito chipangizo chakujumpha nga ni MOSFET panji BJT iyo yikulaŵilirika na high -gain amplifier, kuyezgelera mphamvu ya mukati ya referensi na mphamvu yakufumiramo ya sampulo kuti ŵalongozge mphambano yawo ku zero. Ici cikusintha nyengo zose kukusintha kukana kwa cigaŵa ca pasi kuti kulipire katundu panji kusintha kwakunjilirapo.

Fundo yakugwira ntchito yikupangiska kuti paŵe mphaka ya chihanya: vigaŵa vyakulongozga vya mzere vingakhira waka magesi, ndipo vyakunjilirapo vyakujumphizga -}utput vikupambana vikuthandazgika nga ni kutentha. Pakuti 12V input kupanga 5V output pa 2A, regulator yikuthandazgika (12{8}}5) ×2=14W nga ni kutentha uku yikupereka 10W pera ku katundu-a 42% nkhongono. Katundu uyu wakutentha wakukhumbikwira kuti waŵe na kutentha uko kukusazgirako mtengo, kukura, na masuzgo ghakulongozga kutentha.

Nangauli vikubudika makora, ŵakulongozga ŵa mzere ŵakulamulira mapulogiramu agho ghakuwona kuti nkhongono zawo:

Kufumiska kwa phokoso: Palije kusintha kwa ma frequency agho ghakuŵika panji kunjilizgika kwa magesi gha magesi, ghakuzirwa chomene pa maseŵero gha analog, vipangizo vyakupulikira, na ndondomeko ya RF .

Zgoro la nyengo yichoko waka: Kuzgora kwa anality kukuzgora mukati mwa microseconds kuti kuŵe kwakusintha, nkhwakwenelera kwa ma microprocessors na kusintha kwaluŵiro kwakukhumba kwa sonosono .

Kupanga vinthu mwakupepuka: Kukhumba waka vyakuŵikamo/vyakukwaska vyakuŵikapo ndalama padera pa IC yakulaŵilira, kupanga mzere kukuchepeska malo gha pa bolodi na vigaŵa vya chigaŵa .

Mtengo wakucepa: High-rulume kupanga na madera ghambura kusuzga ghakupanga ŵalongozgi ŵa mzere kuŵa chisankho cha chuma chomene cha nkhongono zapakati .

LM7805, mtundu wa 5V 5V linear regulator, ukulongora chigaŵa. Kupikisana pasi pa $ 0.50 mu buku, kukupereka mpaka 1.5A na 50{{8}60mV mzere malango na malango gha 100mV load. Pa batire -vipangizo vyakugwiriskira ncito apo magesi ghakunjilizga ghakuyana comene na ivyo vikukhumbikwa, kucepa -dropout (LDO) linear regulators yikugwira nchito na kupambana kwakunjilirapo-kufuma pasi pa 300mV, kucepeska vyakuvunda uku vikusunga viwemi vya phokoso.

Kusintha kwa malamulo kukugwiriskira ncito nthowa yakupambana comene: kusintha mwaluŵiro vinthu vyakusungirako nkhongono (idators na capacitors) kuti vipeleke nkhongono kufuma ku vyakunjilirapo kuya ku vyakufumapo. Kusintha kwa malango kukufiska kuŵa na nkhongono zapachanya -pafupifupi 85- 95% -), chomenechomene chakuzirwa para pali kusiyana kwa magesi ghakuzirwa ghakunjilirapo, kweni vikukhumbikwira vigaŵa vyakusuzga chomene na kupanga phokoso la kusintha.

Ma topologies ghatatu ghakuzirwa ghakulongosora kusintha kwakupambanapambana:

Buck (Step-Donin)ŵakusintha ŵakuchepeska makora magesi. Switch yikusinthana pakati pa kulumikizga inductor ku kuŵikamo magesi na pasi pa frequency kufuma pa 100 kHz ku MHz yinandi. Para wakukolerana na ivyo vikunjilizgika, sonosono apa wakuzenga mu inductor, kusunga nkhongono mu magneti yake. Para ŵasintha na kuluta ku charu chapasi, munda wa colopsing ukufumiska nkhongono ku ivyo vikufumamo. Mitengo ya nyengo (peresenti ya nyengo yakukolerana na kuŵikamo) yikulaŵilira mwaluŵiro magesi ghakufumiramo: VOUT=VIIN × D.

Boost (Spet-Up)ŵakusintha ŵakukwezga magesi mwakugwiliskira nchito kusintha kwakukhozgera. Para switch yikukoleska inductor na pasi, sonosono apa yikuzenga. Kujula nkhongono za switch impurce poret kwizira mu diode yakufumiramo, kusazgirako ku magesi ghakunjilirapo. Mabanki ghakusintha magesi ghakupereka magesi gha LED, batire- vipangizo ivyo vikukhumbikwira magesi ghapachanya, na ndondomeko zakupangira maburaki ghakuwerezgawerezga.

Buck-ABousŵakusintha ŵakupereka magesi ghakufumamo panji pasi panji pasi pa vyakunjilirapo, vyakuzirwa chomene pa mapulogalamu gha mabatire apo magesi ghakupambana mu nyengo yose iyo yikufumiskika. Mabatire gha lithium gha lithium ghamoza kufuma pa 4.2V ghakukwana 3.0V ghakuchepa; a buck {- boost converter yikusunga 3.3V yakufumira ku mtundu uwu.

Kusintha kwa malango kukukhumbikwira kughanaghanira makora ivyo ŵalongozgi ŵa mzere ŵakuvileka:

Kuziŵizga: High- kusintha kwa pafupipafupi kukupanga minda ya magesi iyo yingaŵa pamoza mu madera ghapafupi. Ma capacitors ghakunjilirapo na ghakufumamo ghakwenera kuŵikika pafupi na mulaŵiliri, ndege za pasi zikukhumbikwira kugaŵa makora, na nkhani zakusambizga inductor.

Kusankha kwa chigaŵa: Inductor mtengo, mtengo wa sonosono, na vimanyikwiro vyakuzura vikukhwaska mwaluŵiro nkhongono na ripple yakufumiramo. Kusankha kwa capacitor kukwenera kuŵa na ESR (Kulimbana kwa Mndandanda wakuyana) pa kusintha kwa maulendo.

Kukhazikika kwa loop kukhazikika: Ma netiweki ghakulipira ghakukhumbikwira kusanda pafupipafupi kuti ghawoneseske kuti ghakugwira ntchito mwakukhazikika mu vigaŵa vyose vya katundu uku wakusunga zgoro la nyengo yichoko waka.

Kusintha kwa mazuŵa ghano kukusazgirako nchito zakusazgikira kuti zipangiske kuti kukhazikiska kuŵe kwambura kusuzga. Mndandanda wa vipangizo vya Texas Switcher na Analog Devices' μMdulators μMdulators ŵakaŵika inductor na kulaŵilira circuitry mu phukusi limoza, kukhumba waka vyakuloŵezga vya kuwaro / vyakufumapo vya capacitors.

Kusinthakwimira nthowa yapadera ya malango. Ma transformer agha ghakugwira ntchito na magnetic core dala dala dalate mwadala msinkhu wa AC, kupanga magesi pafupifupi nyengo zose ghakufumiramo nangauli ghakusintha chomene, uku ghakusefaso pamoza na kupereka ride ride ride - kwizira mu nkhongono pa nyengo ya kutaya nkhongono. Sitima yawo yakupepuka na yakukhozga ya mtundu wa mafakitare, kweni nchito yiwemi yayi (60-80%) na kupanga kutentha kukuchepeska nchito. Kuguliska kwa nkhongono na kuŵika magesi mu thupi kukupinduliska na mikhaliro ya ferroresonant.

Pa{0}}Kusintha kwa Kusuntha (OLTCs)kupereka malango gha magesi ghakusintha ma transformer ghakugaŵira. Mapumulo mu mndandanda wa transformer wakuzungulira kukupangiska kuti vipangizo vya magesi visinthe vigaŵa vyakusintha apo vili na nkhongono, kukhozga panji kukhozga magesi ghakunjilirapo kuti visungireko ivyo vikufumamo mukati mwa vimanyikwiro. Ŵanthu awo ŵakugwiliskira ntchito OLTCs pa vigaŵa vichokovichoko kuti ŵalipire madontho gha magesi pamoza na vyakurya vyakugaŵira, kanandi ŵakugwira ntchito mu masitepe 32 gha 0.625% kusintha kuti ŵasungirepo magulu gha magesi gha ± 5%.

Voltage Regulation

Kusankha na kukhazikiska malango gha magesi kukukhumba kuwoneseska mwandondomeko kwa vinthu vinandi ivyo vikuthemba pa vinyake. Visankho vyambura kwenelera vikupangiska kuti malango ghaleke kuwoneka makora m’paka apo nchito ya munda yilekeskeke, ndipo ivi vikupangiska kuti paŵeso vinthu vyakudura panji vyakunozga vya munda.

Kulaŵilira kwa kutentha Kulaŵilira Kulaŵilira kwa Linear Kupambana

Kugaŵikana kwa linear kukutenthemeska kukulondezga equation yipusu kweni yambura kugowokera: PDISS=(VIN - VOUT) × ILOAD. Munthu uyo wakulongozga pa 24V kufika pa 5V apo wakupereka 2A wakugaŵikana 38W-} vinandi kuluska vyakugwiriskira nchito vinandi vya magesi’ vyose ivyo vikufumamo. Kutenthemeska uku kukukhumbikwira kuti ŵainjiniya kanandi ŵakuwuwona kuti mbambura kuzirwa.

Junction{{0}to- nkhani ya kutentha kwa kutentha (θJC) na nkhani-to-zimpotoliro ya kutentha kwa kutentha (θCA) yikusankha kutentha kwakugwira ntchito: TJ= TA + (θJC + θCA) × PDISS. Usange kutentha kwa mphambano kukujumpha pa vigaŵa (kanandi 125-150℃), regulator yikunjira mu kujara kwa kutentha, kusokonezga ndondomeko ya dongosolo. Pa chiyelezgero cha 38W na θJC=2 digiri / W na θCA=15 digiri / W (kughanaghana kuti kutenthemeska kwapakati), kutentha kwakutenthemeska kukukwera kufika pa 25℃+ 17 × 38=671 digiri -physically kutondeka. Ivyo vikuchitika ivi vikukhumbikwira kuti mphepo yichepeskeke θCA kufika pa 4℃/W, panji kusintha ku topology yakugwira ntchito makora.

Input- Output Kusankha Kusankha Kusankha Kusankha Kusankha Kusankha

Kusintha kwa magesi kwa mtundu wa magesi kukupangiska kuti nthowa zakupambanapambana ziŵepo. Ma regulations gha linear ghakuŵa ghakupulikikwa para (VIN - VOUT) ghakukhala ghachoko -typically pasi pa 5V-nd output modest ya sonosono. Kupitilira pa vipimo ivi, kusintha viwemi vyakugwiriskira ncito makora kukuvumba kuti nkhwakusuzga.

Wonani vinthu vitatu ivyo vikupangiska kuti paŵe 5V pa 2A:

9V input: Linear yikuwuskapo 8W (64% yakugwira ntchito makora), kusintha 1.5W (93% yakunozga). Linear yikulutilira kuŵa yakukhora usange nkhani za phokoso na malo zikuzomerezga kuti paŵe kutentha.

24V input: Linear yikuwuskapo 38W (26% yakugwira ntchito makora), kusintha 2.5W (91% yakunozga). Kusintha kwakuwonekerathu- linear njira yambura kuchitika kwambura kukakamizgika kuzizima.

3.7V Li{1}} batire: Linear wangakhozga magesi yayi; buck- drive kusintha kwakukhumbikwa. Ici cikwimira mphambano yikuru ya nkhongono, kucita waka nchito waka yayi.

Nthowa Yasono Yakupangira Vinthu Vyakuchitika

Mapulogalamu gha mazuŵa ghano gha digito ghakuwoneska mapulofayilo gha katundu. Microprocessors kusintha pakati pa malo ghakugona ghakuwoneska miliamps na kukwana kwa - nkhongono yakugwira ntchito kukukhumba ma ampere ghanandi mukati mwa microseconds. High- purosesalas wakuzingilizgika na vithuzithuzi vinandi vya DrMOS {{-}}), vigaŵa vya FET vya nkhongono - gawo mukuyana waka kuti vipeleke nkhongono zakukwana na kusunga nkhongono zakukwana pasi pa vigaŵa vyakukwana.

Zgoro la nyengo yichoko waka-umo magesi ghakufumiramo mwaluŵiro kukuchira kufuma ku kusintha kwa katundu wa mwamabuchi - kukhumbikwa pa vinthu vinandi:

cakapacitance: Capacitors yikuru yikupereka malo ghanandi ghakusungirako magesi pa nyengo ya nyengo yichoko waka, kuchepeskako magesi gha magesi, kweni kuzgora kwakuchedwa kwa kuzgora. Viŵelengero vyakumanyikwa vikwamba kufuma pa 10μF pa LDOs zapasi - current ku 1000μF kwa multil-amp kusintha kwakulongozga.

Mazgoro gha loop loopth.: Mwaluŵiro vingwe vyakukhozga viheni mwaluŵiro chomene kweni vingaŵa vyambura kukhazikika usange vingaŵa vyambura kwenelera. Kusintha kwakusintha kwakulongozgana na 1/10th ku 1/5th pafupipafupi kusintha.

ESR ya capator: Chigaŵa cha kukana cha capakita chiziŵizgo chikupangiska kuti magesi ghaŵepo nyengo yeneyiyo pa nyengo ya katundu wa nyengo yichoko waka. Low-RER ceramics (pasi pa 10mΩ) panji capacitors ya polymer yikuchepeska vyakuchitika ivi.

Viyezgelero vikupima zgoro la nyengo yichoko waka nga ni kupatuka kwa magesi na nyengo yakuwelera kwa nyengo ya katundu wakulongosoreka. Kusintha kwa mtundu kukusunga vyakufumamo mu 2-3% pa nyengo ya 50% ya katundu, kuchira ku malango mu 50-100 microseconds.

Kusankha Kwakukhwaskana na Malo Ghakugwira ntchito

Ŵanthu awo ŵakulaŵilira Voltage ŵakwenera kugwira ntchito mwakugomezgeka pa nyengo yose yakutentha, kusintha kwa magesi, na umo vinthu vikuŵira vyakukhwaskana na kusuzgika kwa makina ivyo vikukhwaskana na malo ghawo ghakugwiriskira ntchito.

Vipangizo vya mafakitale vingaŵa na kufuma ku -40℃ku +85 digiri . Vinthu vyakugula vikuwona 0℃ku+70 digiri . Malo ghakujiyimira paŵekha ghakukhumba -40℃ku +125 digiri yakukwaniska na vinyake vyakukhumbikwa vyakukolerana kwa electromagnetic na kukana kugwedezeka kwa makina. Vigaŵa ivi ni vigaŵa vyakuvikilirika vya chivikiliro yayi-vigaŵa vyakuvikilirika vikutondeka para vimanyikwiro vyajumphapo.

Kutentha kukukhwaska vigaŵa vyose vyakulongozga. Kugaŵira kwakumanyikwa na kutentha na kutentha pa mitengo iyo yikulongosoreka mu ppm / digiri . Kuyowoya na 50 ppm / ppm coefficient kusintha 0.005% pa digiri -kuwoneka pachoko, kweni kupereka 0.4% kupuvya pa 80℃range. Pa ndondomeko ya 5V, ichi chikwimira kusintha kwa 20mV, kungaŵa kwakuswa ivyo vikukhumbikwa kuti vileke kulekelera. Mapulogalamu ghakuzomerezgeka ghakugwiriskira ncito kutentha- kupereŵera kwakukwanisiska pasi pa 10 ppm / digiri .

Kusintha kwa magesi ghakusintha kwa mzere wa mayeso gha mzere wa malango. Battery{{1} nthazi zikuwona kuvunda kwa magesi mu nyengo yose yakufumiskika - 4cell NiMH pack ya NiMH yikukura kufuma pa 5.6V yiphya kufika pa 4.0V yakuchepa. Nthowa zakujiyimira paŵekha zikulutilira kuzizima - crank (7V) na katundu -dump (40V+). AC- vipangizo vya nkhongono vikwenera kugwira ntchito na brownout na vinthu vyakujumphizga. Kusankha kwa ndondomeko kukwenera kugaŵa mtundu wose wa vyakunjilirapo pamoza na mphepete.

Real{{0}dzanjatsuka kwa kukhazikiska madzuŵa kukulongora umo malango gha magesi ghakukhwaskira mwaluŵiro ndalama zakugwira ntchito, kugomezgeka kwa katundu, na malo gha mpikisano mu mafakitale ghose.

Malo gha data gha Hyperscale ghakurya 1-2% ya magesi gha pa charu chose -pafupifupi 200 terawatt-hours pachaka. Nanga kungaŵa kusintha kwakukhora kwa pa ngozi kukung’anamura kusunga vinthu vinandi vyakukhwaskana na ntchito na kukhwaska chilengiwa.

Kusazgikira kwa vigaŵa vya data center compiting na ntchito za digito kwapangiska kuti magesi ghaleke kugwira ntchito chomene chifukwa chakuti pakukhumbikwa chomene kuti magesi ghaleke kukhazikika pa malo ghakupambanapambana. Malo ghakumanyikwa gha 10 MW ghakugwiriskira ncito $ 7-8 miliyoni pa caka pa magesi pa mitengo ya mafakitale. 2% ya kusintha kwa nkhongono-inge kupitilira kwizira mu malango ghapachanya gha magesi ghakuchepeska kutayika kwa kutembenukira-kuponoska $ 140,000-160,000 pa chaka pa malo.

Malo ghakusangirapo data gha Google ghakugwiriskira ncito vigaŵa vya magesi (VRMs) ghakuŵikika nyengo yeneyiyo pafupi na ma purosesa gha seva, kucepeska kutayika kwa kukana mu kupereka nkhongono. Nthowa iyi ya "{{{ ndimu}}-soload" yikuchepeska magesi ghakugaŵira kufuma pa 12V ku purosesa complet voltage (0.7-1.2V) na 92-94% nkhongono pakuyaniska na 88-90% pa mapangidwe ghakumanyikwa. Pa vyakurya vya pa charu chose vya Google, ivi vikupereka mamiliyoni ghanandi gha ndalama za ndalama za chaka na chaka.

Suzgo la uinjiniya likukhora chomene na nkhongono ya purosesa. Ma CPU gha seva gha mazuŵa ghano ghakurya 200-350W ghakuŵikika mu malo gha 50mm × 50mm die phare - nkhongono za mtundu uwo ukusendelera 100 W / cm2. Kupereka nkhongono iyi uku kukusunga magesi mukati mwa ± 50mV kukukhumbikwira kuti paŵe malango ghakupambanapambana gha multil-fase malango na kugaŵana kwasonosono apa na kuzgora kwa nyengo yichoko waka. Mtengo wose wa high-end server compancery wa mphamvu ya magesi ukujumpha $ 150, kwimira bill yakuzirwa -}of-ma-mabuku-mabuku-mabuku-mabuku ako kakukorera waka uko kukulungamitsa waka kwizira mu kugomezgeka na phindu la kugwira ntchito makora.

Nthowa zakupangira vinthu zakujiyimira payokha zikusazgako vikwi vinandi vya vimanyikwiro, vipangizo vyakuchitira vinthu, na ndondomeko zakulongozgera izo ntchito yake yakukolerana yikuthemba pa nkhongono zakukhazikika. Vinthu vyambura kwenelera vikupangiska kuti vinthu viŵe vyambura kwenelera ndipo vikupangiska kuti vinthu viŵe viheni, viheni, na kunanga vipangizo.

Malo ghakupangira semiconductor ghakwimira nkhani yakujumphizga. Vipangizo vya photolithography vikukhumba nanometer - sikelo kulondola kusungilira ndondomeko mu maora ghose - nyengo yakuwonekera. Kusintha kwa Voltage uko kukupangiska kuti nyengo ya microsecond yiŵe na jitter mu steper galimoto controllers kungapangiska kuti paŵe vithuzithuzi vya mask, kusefa wafer kukudura $ 5,000- 10,000 pa chilichose. Fab {{ - ndondomeko ya malango gha magesi ghakugwiriskira ncito kusefa kwakugwira nchito ndiposo vigaŵa vinandi vyakupangiska kuti vinthu viŵeko, vikudura mamiliyoni ghanandi kuti viŵikepo kweni kuleskera kutayika kwakukhwaskana na kupereŵera kwakuperewera kwakuti oda yakukura.

Kupanga vinthu mwambura kusuzga kukukumana na masuzgo ghakuyana waka pa mlingo wakucepa. Munthu munyake uyo wakupeleka magalimoto uyo wakupeleka malo ghakuchitirako maseŵero gha NCNC, wakasanga kuti nyengo zinyake viheni ivyo vikachitikanga pa nyengo iyo vikalembeka pa nyengo yakusintha katundu wa magesi. Ma dips gha 3-5% ghakakhala waka 100-200 milliseconds kweni ghakatimbanizga ndondomeko zakulongozgera servo, ndipo ivi vikapangiska kuti paŵe viheni vyakuŵika pa malo ghake kuluska kulekelera. Kuŵika malamulo gha magesi na 10-15% mtundu wa kunozga na .<20ms response time eliminated defects, justifying the $30,000 equipment cost through prevention of $200,000+ annual scrap costs.

Malango gha Voltage mu low nthew-voltage ma network ghakugaŵika ghakukura chomene chifukwa cha kukuzga nkhongono zakuzgoŵezgeka na magalimoto gha magesi, kukhumba nthowa zasono kuti zilongozge makora ma profile gha magesi. Mabaibolo gha zuŵa na mphepo ghakupangiska nkhongono zakupambanapambana na kusintha kwaluŵiro uko vyakupangika vya grid vikapangika kuti vikhalemo yayi.

Munthu uyo wakupereka vyakurya vya ku mizi kwambura malango gha magesi wangawona kuti magesi ghakukwera na 8-10% pa malo agho ghali na mtundu wa zuŵa wakukhora pakati pa zuŵa, kuswa mphaka ya magesi ya magesi na kukakamizga ma inverters gha zuŵa kuti ghachepeske ivyo vikufumamo. Kuŵika magesi gha magesi (LVRs) pa malo gha ndondomeko pafupi na vyakurya kukusunga magesi mu vigaŵa vya ± 5%, kuzomerezga kugwiriskira ncito nkhongono zakupangikaso.

Kulimbikiska malango gha vya chuma. Utility yikugwiriskira ncito $ 500,000 kuti yiŵikepo LVRs pa cakurya yikupangiska kuti 2-3 MW yakusazgikira ya solar yiŵe na nkhongono za zuŵa izo zingakhumbikwira $ 2-3 miliyoni mu kusintha panji kupanga vyakurya. Nthowa ya malango yikupereka 4-6× rand pa kuŵika ndalama uku yikukhozgera vilato vyakugwiriskira ncito nkhongono zakuzgoŵezgeka.

Nthowa zakusungirako nkhongono za mabatire zikukhumbikwira kuti magesi ghaŵe na nkhongono zakupangika na magesi. Grid{{1}slele 10 MWh lithiamu -} vigaŵa vyakusintha vya magesi ivyo vikujumpha 20% mu nyengo yose ya charge -discharge nyengo. Nthowa zakusinthira magesi zikwenera kulongozga magesi ya DC ku inverter uku ŵakusunga nkhongono zapachanya -Mtundu wakupangika kuti ŵafiske 96- 97% nkhongono mwakugwiliskira ntchito topologies ya kusintha kwa vigaŵa vitatu na mphamvu ya magesi yakugwira ntchito.

Makhaliro gha magesi ghakupambanapambana ghakukhwaskana na mabatire ghakukhwaska mwaluŵiro ivyo vikukhumbikwa pa malango, ivyo vikulongosora chifukwa icho kudumbiskana kwakuzingilizga .lithiamu na mabatire gha allikakanandi pakati pa maprofayili ghakufumiskika. Maselo gha Lithium ghakusunga magesi ghakuphapha (3.0-3.7V mtundu na sag yichoko waka) mu nyengo yose iyo ŵakufumiska, apo maselo gha alkaline ghakulongora kuti magesi ghakulutilira kuchepa kufuma pa 1.6V kufika pa 0.9V. Kupambana kwakuzirwa uku kukupangiska kuti ma lithiamu gha pa intaneti ghaŵe ghapachanya chomene pa vipangizo ivyo vili na makamera ghakukhora gha magesi - digito, vipangizo vyachipatala, na vipangizo vya magesi vyakunyamura ivyo vikuleka kugwira ntchito para vyakupereka magesi vikukhira pasi pa vigaŵa vinyake. Mabatire gha Alkaline ghakugwira ntchito makora waka mu mapulogalamu agho ghakuzizipizga kusintha kwa magesi ghakuru panji awo ŵakugwiliskira nchito malango ghakukhozga ghakupokera ndalama kuti ŵalipire nkhongono ya magesi yakucepa.

Voltage Regulation

Kutondeka kwa malango kwa Voltage kukuwoneka mu nthowa zambura kumanyikwa izo zikupangiska masuzgo. Kusanda kwa ndondomeko kukujumpha kwizira mu vimanyikwiro vyakuwonera ku mizu.

Chimanyikwiro: Kuŵikaso pa malo ghanyake panji Nkharo Yambura Kumanyikwa

Para ndondomeko za digito zikulongora malo ghambura kulongosoreka, data yakunangika, panji kugwira ntchito kwambura kukolerana, malango ghambura kukwana gha magesi pa nyengo ya katundu wa nyengo yitali kanandi ghakupangiska suzgo. Microcontrollers kanandi yikukhumbikwira kuti magesi ghakhale pachanya pa 90- 95% ya zina pa nyengo yakugwira ntchito-kugwa pasi pa mzere uwu kukupangiska kuti brownout yimanyikwe na kuŵikaso ndondomeko.

Kukhozgera kukukhumba kupima oscilloscope ya magesi ghakupereka magesi pa nyengo yakugwira ntchito, chomenechomene kukora vyakuchitika vya nyengo yichoko waka. Kuŵikapo mtima kuti kukole madontho gha magesi pasi pa 95% ya zina, na kukumbukira kwakukwana kuti kulembe miliseconds zinandi pambere na pamanyuma pa cakucitika. Usange vinthu vya nyengo yichoko vikuwoneka kuti vikukolerana na kusintha kwa katundu (ŵamotola awo ŵakuyamba, ŵakutumizga ma transmitters, na vinyake), malango ghambura kwenelera ghakukhozgeka.

Kumazgaso kukuthemba pa usange nkhani iyi yikufuma ku mphaka ya regulator panji capacitance yakufumamo yakukwana yayi. Kuwonjezera kwa nkhongono zakufumiramo kukupereka nkhongono zinandi za nyengo yichoko waka -doubling capacitance halves halves halves halves dip kukula kwa mtengo. Usange capacitance yikukura yikulongora kuti yikucepa, bandwidth ya regulator ya regulator yikwenera kuti yingazgora mwaluŵiro mwakukwana yayi, ndipo yikukhumbikwira kuti yisankhe mwaluŵiro panji kusankha mwaluŵiro panji fundo ya m’dera - .