定電流、定電力、定インピーダンス負荷


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私は定電力、定電流、定インピーダンス/抵抗負荷に関する情報を探していました。定電流負荷に関する情報はありますが、定電力と定インピーダンスを実際に説明するものはほとんどありません。

だから私がこの件について理解していることを定義しようとして病気で間違っているなら私を修正してください:

  • 定電流負荷とは、内部抵抗を変化させて、一定の範囲内で供給される電圧に関係なく定電流を実現する負荷です。したがって、電力が変化します。

  • 一定の電力負荷を仮定すると、抵抗も変化するため、消費される電圧または電流に関係なく、電力(または電圧と電流の積)は常に同じになります。

そして、一定のインピーダンス/抵抗負荷はどうですか?電圧と電流の両方が変化するため、電力も変化するということですか?それでもインピーダンスまたは抵抗は同じままですか?

また、ACについて話している場合、これは特定の範囲のすべての周波数に対して有効であると仮定します。

さて、より一般的なシナリオでは、毎日の定期的な負荷について話している場合、たとえば、マザーボード内部と周辺機器に給電するコンピューター内部の電源、または内部コンポーネントに給電するステレオ内部の線形電源などです。さまざまな電流、電力、インピーダンス負荷について話していますか?

負荷が定電流、電力、またはインピーダンスであるかどうかをどのように判断できますか?

どうもありがとうございました!

回答:


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定電力負荷は、入力電圧の変化に応じてインピーダンスを変化させ、電力を一定に保ちます。一定インピーダンスの負荷は、抵抗のように、変化しないインピーダンスを示す単純な負荷です。L-パッドは、増幅器に一定のインピーダンス負荷を維持しながら変化スピーカー出力レベルに使用されます。

定電力負荷の良い例は、スイッチングレギュレータです。これは、負荷への電力を維持する必要があるため、ソースが電圧を変更しても、ソースから同じ電力を引き出す必要があります。
これは負のインピーダンスの例でもあります。これは、出力電力を維持するために、電圧が低下した場合、電流が上昇する必要があるためです(電流と電圧が互いに上昇/下降する標準抵抗とは反対)

LT1377ブーストスイッチングレギュレータで作られた回路例を次に示します。

定電力負荷

シミュレーションは次のとおりです。

定電力シミュレーション

入力電圧V(in)(青いトレース)は4Vから始まり、徐々に10Vまで上昇します。我々は(「実生活」ではなく、100%効率的に表現するためのものだとして、それは完璧ではないが、それはかなり近いです)入力で6Vの変更の上に〜1Wのパワー(赤トレース)滞在定数を見ることができます
我々はまた、見ることができます電圧が上昇すると入力電流が低下するため、動的な負性抵抗特性(緑色のトレース)。Ttは、4Vから10Vへの電圧上昇で、約300mAから約120mAに低下します-マイナス記号と混同しないでください。LTSpiceでの測定方向です。
動的抵抗の勾配は、(4V-10V)/(300mA-120mA)=-33.3Ωで概算できます。別の見方をすると、6V /-33.3Ω= -180mAです。


その答えをどうもありがとうございました、それは本当に例示的でした。しかし、質問がありますが、負のインピーダンスを話しているとき、電圧が低下すると電流が上昇するという事実を理解できますが、これは正確にはどのようにインピーダンスが低下して電流の流れが大きくなることを意味するのですか?電流、したがって負と見なされます(インピーダンスが減少したため)?
Ss

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@JoeM-編集を参照してください、私はトレースが現在であることを意味しましたが、それは現在です(ごめん)。負のインピーダンスは正のインピーダンスとは逆の勾配を持っているため、勾配の2点の差を取ることで(動的、つまり変化時)インピーダンスを測定できます。読んだことがあるのWikiで、ルックのNIC(負性インピーダンス変換器)
オリグレイザー

Oli、ありがとうございます。あなたが提供したWikiリンクにまだ頭を包もうとしています。しかし、私は負のインピーダンスのアイデアを得ると思います。負インピーダンスコンバータは、非反転アンプによく似ていますが、フィードバック抵抗が追加されています。
Ss

はい、NICには実際に反対方向にも電流が流れます(「負荷」からソースに流れます)。したがって、静的な負抵抗です(たとえば、1点で測定して負の値を取得できます)。負の抵抗スロープですが、電流は正です(たとえば、ソースから負荷に流れる)真の負の抵抗は、エネルギー源を意味します。いくつかのコンポーネント上のIV曲線をプロットしてみグラフのリンクで...
オリグレイザー

..そして、ネガティブバージョンと比較(反対のスロープと反対の象限の真のネガティブ抵抗の場合)
オリグレイザー

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定電流、電力、およびインピーダンス負荷がどのようなものであるかは、あなたが正解です。ただし、ほとんどの負荷はそれほど良好で予測可能ではありません。一部の負荷は、発熱体のようにほとんど抵抗力があるように見えますが、多くの負荷はあらゆる種類のねじれた特性を持っているか、動的に変化します。たとえば、スイッチング電源への入力は、ほとんどが一定の電力であるため、負の抵抗のように見えます。電源回路は、特定の負荷プロファイルを入力に提示するように特別に設計されている場合があります。力率補正を備えたAC-DC電源がその良い例です。

未知の負荷の特性を判断するには、それを測定する必要があります。ただし、多くの負荷は、定電流、電力、抵抗などの適切なカテゴリに分類されないことに注意してください。たとえば、マイクロコントローラを考えてみてください。内部で何をしているか、出力ピンをどのように駆動しているかに応じて、その特性は劇的かつ迅速に変化します。


基本的に、ほとんどの負荷は変化する可能性がありますか?つまり、意味は定電流、電力、インピーダンスの組み合わせになることでしょうか?
Ss

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@JoeM:より正確には、特別なケースはありません。一定のxxxロードは数学的分析に役立ちますが、実際にはあまり発生しません。抵抗器は良好な定抵抗負荷になりますが、それはヒーター以外にはあまり使用されません。スイッチャーへの入力は一定の電力になる傾向がありますが、通常は全負荷範囲にわたって大幅に変動します。定電流は、そのために意図的に設計された場合を除いて、かなりまれです。
オリンラスロップ
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