Өндөр дамжуулалтын давтамжтай шугаман хүчдэл түүхүүрүүд vs. Уламжлалт хүчдэл түүхүүрүүд: Хэрэглээний нөхцөлд ялгаа ба солих боломжийн үнэлэлт

Үндсэн үйлдлийн ялгаа: Шугаман зохицуулалт өндөр давтамжтай удирдлагатай холбогдож

Хуучин сургуулийн шугамын даралтын зохицуулагч нь дулааныг үүсгэх замаар нэмэлт эрчим хүчийг устгахын тулд үргэлж дамжуулах транзисторыг өөрчлөх замаар ажилладаг. Тэдгээр нь энгийн бөгөөд бага зэргийн дуу чимээтэй боловч маш том сул талуудтай байдаг. Үйл ажиллагаа нь ихэвчлэн муу, хамгийн сайн тохиолдолд 30-60 хувь, багаж хэрэгслийн хувьд их ачаалалтай үед халуун байдаг. Шинэ төрлийн өндөр давтамжийн шугамтай драйверүүд нь зүйлийг бага зэрэг өөрчилдөг. Эдгээр төхөөрөмжүүд нь цахилгаан магнитын саадлагыг байгалийн хувьд сааруулах үндсэн шугамын загварыг хадгалдаг боловч стандарт шугамын загваруудад харьцуулахад дулааны үйлдвэрлэлийг бууруулдаг. Хамгийн гол ялгаа нь тэд хүчлийн шилжилтийг хэрхэн зохицуулдаг. Хувьсгалт шилжих зохицуулагчдаар илэрдэг гэнэт шилжихын оронд эдгээр нь бусад системийг зовоосон доромжлох өндөр давтамжийн дуу хоолойг арилгахад тусалдаг илүү тайван хяналттай шилжилтийг ашигладаг.

Давтамж өсөх тусам хяналт нь илүү нарийн болой. Зүйлсийг тогтвортой байлгахын тулд бидэнд үнэхээр дөрвөлжин ШИМ алгоритмууд, мөн наносекунд хурдтай ажилладаг урвуу холбоосууд шаардлагатай. Компонент сонгох нь тутамд их чухал. Хагасдамжуулагчид тэр хүчдлийн урсгалыг төрүүлж, соронзон хэсгүүд нь зохистой бүтээмжтэй ажиллахын тулд онцгой бага алдагдалд хүргэдэг материалуудыг шаардаж. Жишээлбэл, бүрхүүлт шугаман гүйцэтгүүрүүд. Түүний чиглэл хурдан өөрчлөгдөх үед (бид миллисекунд хооронд өөрчлөлтүүдийн тухайд ярьж буй), түүний удирдлагын системүүд бидний хүчлүүр түвшнийг нарийн хянахыг хангаж, ойрхин бүрхүүлт кодерууд эсвэл бүрхүүлт төхөөрөмжүүдийн ажилд саад учруулж буй цахилгаан соронзон саадыг үүсгэхгүй. Гэтэд, үндэсний физикийн зарчимуудаас үүдсэн нэг хүндрэл бий. Энерги хадгалж, дахин ашиглаж буй шилжүүр дизайнгуудаас ялгаатай, шугаман удирдлагын системүүд нь ажиллах давтамж нь юу байхын ард хүчдлийн нэмэлтийг дулааны хэлбэрт шиддэг. Энэ үндэсний хязгаарлалт нь бүх талаар үр дүнтэй бүтээмжийг нөлөөлж буй.

Энэ шилжилтийг хийхэд PCB-ийн байрлалыг зөв хийх нь маш чухал юм. Учир нь энэ нь үйл ажиллагааны үеэр эрчим хүчний өсөлтийг үүсгэх хор хөнөөлтэй паразит идэвхит байдлыг бууруулах хэрэгтэй. Энд ч үр ашиг сайн биш. 70-75%-ийн орчимд, 90 гаруй хувьтай харьцуулахад, жирийн шилжих зохицуулагч. Гэхдээ тэдгээр нь маш бага хэмжээний цахилгаан магнитын саад үүсгэдэг. Энэ бага ЭМИ шинж чанар нь ЭМР машин, тэр ч байтугай сансрын хөлгийн бүрэлдэхүүнд ашигладаг эмнэлгийн роботууд зэрэг хэрэглээний хаалгыг нээж өгдөг. Энд алдагдсан цахилгаан сигналыг маш бага байлгах хэрэгтэй. Заримдаа 10 микровольт хүртэл. Зарим мэргэжлийн тоног төхөөрөмжүүдэд үр ашигтай, дуу чимээг хянахын хооронд энэ тэнцвэрт байдал нь үнэ цэнэтэй болно.

Ургамал, үр ашиг, даралт-хуулийн салбарт эргэлт хийх шугамын хөдөлгөөнт системийн солилцоо

Хөдөлгүүр хүч дамжуулалт нь шугаман хөдөлгүүрүүдийн хувьд хүнд бодлогойн үлдэж байна. Литий-ион батарейн хүчдэл тааруухан цагт их гүйдэл шаардуулж, хүчдэл унаж, драйверын хэлхээд ажиллахад үлдсэн хүчдэл багасаж байна. Өнгөрсөн жилийн зарим салбарын өгөдсөн мэдээллийн дагуу, системүүд өөрсдийн хамгийн их ачаалалд орж байх үед хүчдэл 15–20 хувь унаж байна. Эднүүд зүгтэр номын хуудсанд бичигдсэн тооны утга биш — үүнээс шүүдүүр системийн динамик хариу үйлдлийн хурд бүрт хязгаарлагдаж байна. Инженерүүд, төсөлд ажиллаж буй хүмүүсд хоёр сонголт үлдэж байна: илүү том хүчдэл хангах компонентууд тавих эсвэл хөдөлгүүрийн хяналтын хэрэглээд хурдасгалын хурдыг багасгах.

Литий-ион батарейн хүчдэл унаж байх нөлөөлөл шугаман драйверын хүчдэл нөөц ба динамик хариу үйлдлэд

Актуаторын ажиллаж эхлэх үед хүчдэлийн унах үзэлд шугаман драйверууд даралтанд ордог. Хэрэв батарейн хүчдэл ачааллын шаардлагууд ба унах хүчдлийн нийлбэртэй харьцуулж бага болж, зохицуулалт алдагддаг — үүнээс нарийн төвөгтэй хэрэглээсүүдэд байрлалын алдаа үүсдөг. Инженерүүд хамгийн муу тохиолдолд хүчдэлийн унах үзэлд загварчлалыг үлдэхгүй хийж, цагаан талд драйверуудын хэмжээс бага сонгох нь давтамжит хөдөлгөөний үед дулааны газархан үзэлд оруулдог.

Тасралтгүй ажиллаж буй буцаж хөдөлгөөний профилд дулааны хүчдлийн харьцуулалт

Хатуу хутгатай системийн байнгын эргэн ирэх хөдөлгөөн нь уламжлалт эргэлтийн системд тохиолддог харамсалтай дулааны нөхөн сэргээх хоцрогдолтой тэмцэнэ. Хатуу хутгатай хөтөчүүдийг харахад тэдгээр нь тоон урсгалыг тасралтгүй гаргаж, эрчим хүч эд ангид дамжин өнгөрөх газарт халуун цэг үүсгэдэг. Өнгөрсөн жил IEEE Transactions сэтгүүлд нийтлэгдсэн судалгаагаар заримдаа 40 градус хүртэлх хэмтэй, заримдаа 40 градус хүртэлх хэмтэй ялгаатай зүйлсийг олж авсан. Хамгийн чухал нь: хэсгүүд нь загвар өмсөгчөөс 10 градус илүү дулаан ажиллавал амьдралын хугацаа нь хагасна. Энэ нь ухаалаг инженерүүд эрчим хүчний үр ашигтай байдлыг бага зэрэг нэмэгдүүлэхээс илүүтэйгээр салхины түвшинг хадгалахыг анхаардаг гэсэн үг юм. Учир нь хэн ч хэдэн ватт хэмнэхийн тулд 6 сар тутамд нэг хэсгийг солихыг хүсэхгүй.

Хилэн шугамын хөдөлгүүрний хөдөлгөгчүүдийг солих боломжтой: Захиалгын хязгаарлалт, загварын тохируулалт

Хуучин PWM хөтөчүүдийг өндөр давтамжийн шугаман хувилбаруудад солих нь шугаман шугаман хөтөчүүдэд тохирох нь багагүй ажил юм. Хуучин драйверүүдийн эзлэх орон зай, тэдний хүчдэлийн үзүүлэлт, тэдгээрийн дулааны үйл ажиллагааны арга нь орчин үеийн шугамаар IC-ийн зөв ажиллах шаардлагатай зүйлтэй зөрчилдөж байна. Цахилгаан хангамжийн асуудал бол бас нэг асуудал. Олон систем нь Li-ion батарей дээр ажилладаг бөгөөд энэ нь хүнд ачааллын нөхцөлд хүчдэлийг бууруулдаг. Инженерүүд хөдөлгүүрний чиглэлийг эргэлтэд оруулбал дохионы урвуу байдлыг арилгахын тулд хөдөлгүүрний замын загварыг дахин бодож үзэх хэрэгтэй гэсэн үг юм. Цахилгаан соронзон задралын асуудлыг ч бүү март. Хуучин суурилуулалтууд нь кабелийн зохих хамгаалалтыг дутагдалтай байдаг бөгөөд энэ нь шинэ системийн загварын тодорхойлолтуудад хэзээ ч багтахгүй болох EMC асуудлуудыг бий болгодог.

PCB-ийн зураг төсөл, дулааны менежмент, хяналтын зангилааны тогтвортой байдлын шаардлага

Уурхайн нийцүүлэлтийг хангахын тулд PCB-ийн шинэчлэлийг гурван чухал хязгаарлалтыг шийдвэрлэхэд анхаарал хандуулах шаардлагатай:

• Олон давхаргатай хуримтлалууд өндөр давтамжийн шилжилтийн дуу чимээг эргэн ирүүлэх замаар тусгаарлах ёстой, учир нь урсгалтын хулгайлах урсгалын ± 1% нь нарийвчлалтай шулуун хөдөлгөөнтэй шулуун хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт
• Дулааны хамаарал зэс түгээмэлчлэл эсвэл идэвхтэй хүйтэнжилтийг шаарддаг; шугамын хөтөчүүд тасралтгүй дамжуулалт нь ижил хөдөлгөөний профиль дээр PWM тэнцвэртэйхээс 32% илүү дулаан үүсгэдэг.
• Хяналтын бүлэгт хурдацтай давтамжийн өөрчлөлтийн үед тогтвортой байдлыг хадгалахын тулд тусгаарлагдсан аналог үе шат хэрэгтэй. Нэгдсэн хаалганы хөтөчүүд нь хоцрогдолтой урсгалын улмаас үүссэн урсгалыггүйгээр > 200 кГц-ийн шилжилтийг хадгалах ёстой.

Товчхон цахим PWM системээс ялгаатай нь шугамын хөтөчүүд аналог цөмүүд нь хөдөлгөөнт хөдөлгүүрний хурдацлалын үеэр резонансыг бууруулахын тулд импедантын тэнцвэртэй аргыг шаарддаг. Эдгээр тохируулалтгүй бол чиглэлийн эргэлтийн үед түр зуурын даралтын түвшин 2 дахин ихсэх боломжтой бөгөөд энэ нь хөдөлгөөнчдийн амьдралд шууд нөлөөлдөг.

Өндөр давтамжтай шилжих линейр драйвер сонгох цаг: Хэрэглээний тодорхой шийдвэр гаргах хүрээнд

Эдгээр өндөр давтамжийн шугамтай шугамтай драйверүүд болон хуучин сургуулийн сонголтуудын хооронд сонгохдоо тус бүрийн тодорхой хэрэглээний хувьд хэд хэдэн хүчин зүйл авч үзэх хэрэгтэй. Цахилгаан магнитын саадлах хязгаар, системийн дулаан нэмэгдэхүйц байдал, ямар хурдтай хариу өгөх хэрэгтэй, мөнгөн дүн гүйцэтгэлээс илүү чухал эсэх зэрэг зүйлсийг бодож үзээрэй. Ихэнх инженерүүд энэ асуудлыг тодорхой байр сууриасаа хамааран эдгээр янз бүрийн талуудыг ангилан үздэг. Жишээ нь, 5 мкн-ийн доорх хяналттай байх шаардлагатай байршуулал тогтоох системийг авч үзье. Тэд ихэвчлэн өндөр давтамжийн зохицуулагчтай хамгийн сайн ажилладаг. Гэхдээ бид үргэлж хөдөлгөөнгүй хүнд даашинз, машинтай бол уламжлалт жолооч нар нь бага технологийн чадвараараа ч илүү утгатай байдаг.

ЭМИ-ийн дотоодлогын хөдөлгөөний хяналтын нөхцөлд шуугиантай холбоотой шуугиан мэдрэмж нь голчлон байдаг

Эмнэлгийн дүрслэх лаборатори, хагас дамжуулагч үйлдвэр зэрэг цахилгаан магнитын дуу чимээ 20 дБ-ээс доош байх шаардлагатай газарт өндөр давтамжийн линейер драйверүүд нь дуу чимээ болон саад бэрхшээлийг бууруулахад ихээхэн ялгаатай. 20 кГц-ээс доош давтамжтай ажилладаг PWM драйверүүд нь мэдрэмтгий тоног төхөөрөмжтэй эвдэрдэг гармоник үүсгэдэг. Гэхдээ бид эдгээр давтамжийг 50 кГц-ээс хэтрүүлэхдээ цацрагийг илрүүлэхэд илүү хялбар хүрээг эзэлдэг. Жишээ нь, МРТ-ээр удирдан авсан биопсийн системийг авч үзье. Тэнд байрлах шугамын хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт хөдөлгөөнт хөдөлгөөн Үүнээс гадна өндөр давтамжийн үйл ажиллагаанд шаардлагатай жижиг филтрүүд нь нягт загварын нөхцөлд үнэтэй орон зай хэмнэдэг. Гэсэн хэдий ч инженерүүд өндөр давтамжийн цацрагийн асуудал үүсэхээс болгоомжтой байх хэрэгтэй. Газартайгаар хамгаалах, зөв дугуй дугуйтай утасны дугуй нь үүнийг засварлахэд их тустай. Дуу чимээг бага байлгах нь эрчим хүчийг хэмнэхээс илүү чухал байх үед эдгээр тусгай жолооч нар уламжлалт сонголттой харьцуулахад EMI-ийг 40%-иар бууруулдаг.