常時電源はありますか？

電圧源は、定電圧を生成するデバイスですが、電気の法則に従ってアンペア数と電力を変化させることができます。電流源は、定電流を生成するデバイスであり、電圧と電力を変化させることができます。

一定の電源、つまり出力電力が変化しないデバイスはありますか？接続先の性質に関係なく、電圧とアンペア数を調整して一定の電力を提供します。（その動作は、開回路と故障回路の両方で未定義になります。）

はい、定電力供給の構築は非常に簡単です。

たとえば、通常のスイッチモードブーストコンバータを考えてみましょう。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}

不連続モードで動作しており、同期整流（つまり、ダイオード）がないと仮定します。スイッチが固定のデューティサイクルで動作する場合（つまり、フィードバックがない場合）、スイッチが閉じるたびにインダクタに固定量のエネルギーが投入されます。エネルギー量は、入力電圧、インダクタンス、オン時間のみに依存します。そのエネルギーは、スイッチが開くと負荷にダンプされます。

1サイクルあたりの一定のエネルギー×1秒あたりの一定のサイクル数= 1秒あたりの一定のエネルギー=一定の電力。

負荷の抵抗に関係なく、電圧と電流のレベルは、電力の値に合わせて調整されます。

実際の制限という点では、この電源の出力が短絡すると、内部コンポーネント（インダクタとダイオード）の抵抗によって電流が制限されます。出力を開いたままにすると、電圧はコンポーネントの分布容量によって制限されます。インダクタは、自己共振周波数で高い電圧で「リンギング」します。

はい、しかし実際には、これらのデバイスは電子負荷と呼ばれます。これらは、電源から定電流または定電力を引き出すように設定できます。電源テスト、バッテリーテスト、ソーラーテストに役立ちます。

一定の電源はあまり一般的ではありませんが、実用的なアプリケーションの1つは、外で使用されるLCDを十分に暖かく保って、動画像がにじまないようにすることです。LCDの発熱体は、酸化インジウムスズと呼ばれる半透明の材料の薄いシートです。または、LCD画面に細い線が含まれている場合があります。いずれの場合も、ヒーターの抵抗は温度によって大きく異なります。ヒーターに定電流または定電圧を供給した場合、電力は周囲温度の強い関数になります。

ただし、比較的一定の電力が必要なので、一定の電源が使用されます。

真の「定電力」電源は、無限大の電流を短絡に出力し、開回路に無限の電圧を生成します。実際には、出力には関係なく、どの電源でも生成する電圧と電流に制限があります。

これらの制限の間、60ワットの範囲の多くのスイッチング電源は、実際には、電流が十分な電圧であり、全電圧で出力よりも多くの電力を出力する必要があるが、十分に低い場合、定電力電源のように動作します電流制限回路をトリガーしないでください。私が知ることができることから、異なる電圧の電源ファミリーが同じ最大電流を持ち、それらが生成する最大電圧のみが異なることが一般的です。出力電圧-電流曲線の対数プロットを作成すると、ファミリ内の電源は出力電力に対して同じ対角線を共有し、最大電流に対して同じ垂直線を共有します。唯一の違いは、最大電圧を制限する水平線の高さです。

そのような方法で使用する可能性のあるサプライのデータシートをチェックして、特定のオペレーションがどのような側面が指定されているか、または指定されていないかを確認する必要があることに注意してください。

一定の電源はありますか

はい、これは可能です。私は実際に何年も前にデモとしてそれをしました。電圧と電流を直接測定し、アナログ電子回路で直接制御できるため、応答が良好になります。電力を直接制御したり、電力を測定したりする良い方法はありません。

電力は電圧と電流の積であるため、1つの方法はこれら2つを測定し、乗算を実行して電力に比例する信号を取得することです。これはアナログ電子機器では困難です。かなり前にこれを行ったとき、デジタルプロセッサを使用して、測定された電圧と電流から電力を計算し、それに応じて出力を調整しました。これはかなり前のことで、IEEE-488インターフェースを介してデスクトップコンピューターを使用して電子機器を制御していました。1秒あたり約10回のループ反復を行いました。これは、私が実証したかったものを実証する目的には十分でした。

今日、スイッチング電源は、電圧を測定し、場合によってはすべてのスイッチングパルスを測定する小型の組み込みプロセッサによって日常的に制御されています。デジタル乗算はシングルサイクルと同じくらい短い場合があるため、クローズドループの電力制御を行うことは、今日でははるかに実現可能です。ただし、これはほとんど使用されません。一連の定電圧スイッチング電源といくつかの定電流スイッチング電源を設計しましたが、定電源は決して設計しませんでした。それは、今日それを合理的に行うことができなかったからではなく、私がそれを使用することに遭遇していないからです。

つまり、出力されるデバイスは決して変化しませんか？

これは無意味な質問です。どのような出力？電圧？電流？力？他に何か？ここでは、手を振るのではなく、エンジニアリングを行います。

また、電源が制御できるものと制御できないものについて、混乱が生じているようです。負荷（電源の制御を超えて電源に接続されているもの）が任意の抵抗器になり得る単純なケースも考えてください。電圧、電流、抵抗はオームの法則によって関連付けられています。

    電流=電圧/抵抗

または一般的な単位で：

    A = V /Ω

この関係には2つの自由度しかないことに注意してください。いずれか2つを定義する場合、3番目については選択の余地がありません。負荷には常に1つの自由度があるため、電源にも1つの自由度しかありません。

このさまざまな方法を再配置できます。定電圧電源の場合、電源は電圧を選択し、負荷は抵抗を選択し、電流は出力された値になります。または、負荷が電流を選択し、電源から見た見かけの抵抗が出力に現れます。

電力は電圧×電流です。これとオームの法則を使用すると、以下を取得できます。

    電力=電圧² /抵抗

繰り返しますが、2自由度のみです。電源が電力を調整し、負荷が抵抗を選択した場合、電圧は出力されます。

基本的な物理学をごまかすことはできません。

短絡について考える場合を除き、電圧源は十分に簡単です-無限の電流が流れるため、厳密な意味での電圧源は存在しません。

電流源には、開回路でも同じ問題があります-電流源が無限電圧を発揮して定電流を強制せずに、どのように電流を空間に送り込むことができるか。

電源は電圧および電流源から作られており、紙の上に存在することができますが、実際の電流および電圧源と同様に、理論上の期待に一致しません。

固定の発振周波数と固定のデューティサイクルを備えたフライバック電圧コンバータは、負荷があまり速く変化しない限り、一定の電力を生成します。

負荷が時間とともに変化する場合、出力フィルターはコンバータが供給電力を迅速に調整することを防ぎます。これはあなたの場合には問題かもしれません。

定電力モードを持つ市販の電源があります。例は、Sorensen SGシリーズです。

おおよその一定の電源を生成する別の方法があります。これは、負荷が温度とともに変化する場合に役立ちます。負荷と同じ値の直列抵抗を配置すると、電力は均等になります。それを見る一つの方法は、直列抵抗がゼロの場合、負荷は定電圧で駆動されるということです。直列抵抗が無限の場合、負荷は定電流で駆動されます。Rs = Rlの場合、dP / dR = 0。もちろん、これは環境に優しい方法ではありません。ロジャー・ウィリアムソン

低電力の定電力源の別の用途は、単一のニクロム線でガス流量を測定することです。ワイヤーを通して一定の電力を押します。一定量の熱が発生し、ワイヤが加熱され、ワイヤ抵抗が増加します。電圧/電流からワイヤ抵抗を計算できるため、ワイヤ温度を知ることができます。静止ガスでは、周囲温度を超える温度ゲインをそのように決定できます。

ワイヤを通過するガスは、ゼロ速度よりも速い速度でワイヤから熱を除去し、熱損失の量はガス速度に比例します。

実用的なコンスタントVA電源。ハイエンドの溶接機はどうですか。通常、溶接機は定数I（スティック）または定数V（マイグレーション）のいずれかです。ハイエンド溶接機を使用すると、VAスロープを調整できます。完璧ではありませんが、定数Iと定数Vの間の調整範囲が可能です。VAが負の場合、溶接プールへの電力入力はアーク長に依存せず一定であり、オペレーターは溶接速度を制御するだけでよいので、仕事ができます。より簡単に。