¿Hay una fuente de alimentación constante?

Sí, es muy fácil construir una fuente de alimentación constante.

Tomemos, por ejemplo, un convertidor elevador de modo de conmutación ordinario.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}

Supongamos que está operando en modo discontinuo y no tiene rectificación síncrona (es decir, solo un diodo). Si el interruptor se opera con un ciclo de trabajo fijo (es decir, sin retroalimentación), pone una cantidad fija de energía en el inductor cada vez que se cierra. La cantidad de energía depende únicamente del voltaje de entrada, la inductancia y el tiempo de encendido. Esa energía se descarga en la carga cuando se abre el interruptor.

Energía constante por ciclo × número constante de ciclos por segundo = energía constante por segundo = potencia constante.

Independientemente de la resistencia de la carga, los niveles de voltaje y corriente se ajustarán para coincidir con ese valor de potencia.

En términos de límites prácticos, si la salida de este suministro está en cortocircuito, la corriente estará limitada por la resistencia de los componentes internos (el inductor y el diodo). Si la salida se deja abierta, el voltaje estará limitado por la capacitancia distribuida de los componentes: el inductor "sonará" con un alto voltaje en la frecuencia de resonancia propia.

Una verdadera fuente de "energía constante" generaría una corriente infinita en un cortocircuito y produciría un voltaje infinito en un circuito abierto; en la práctica, cualquier suministro tendrá un límite en el voltaje y la corriente que producirá, independientemente de la potencia de salida.

Entre esos límites, muchas fuentes de conmutación en el rango de 60 vatios de hecho se comportarán de manera muy similar a las fuentes de alimentación constante cuando la corriente es lo suficientemente alta como para que, a pleno voltaje, necesiten generar más potencia de la que son capaces, pero lo suficientemente baja. para no activar un circuito limitador de corriente. Por lo que puedo decir, es común que una familia de suministros de diferentes voltajes tenga la misma corriente máxima y difieran solo en el voltaje máximo que producirán. Si uno hace un gráfico logarítmico de las curvas de voltaje de salida frente a corriente, los suministros en una familia compartirán la misma línea diagonal para la potencia de salida y compartirán la misma línea vertical para la corriente máxima; la única diferencia será la altura de una línea horizontal que limita la tensión máxima.

Tenga en cuenta que debe consultar las hojas de datos de cualquier suministro que desee utilizar de esa manera, para asegurarse de tener claro qué aspectos de la operación se especifican o no.

Sí, pero de manera más práctica, estos dispositivos se denominan cargas electrónicas. Se pueden configurar para extraer una corriente constante o una POTENCIA constante de una fuente de alimentación. Son útiles para pruebas de fuentes de alimentación, pruebas de baterías y pruebas solares.

Las fuentes de alimentación constantes son menos comunes, pero una aplicación práctica es mantener una pantalla LCD que se usa al aire libre en el frío lo suficientemente caliente para que las imágenes en movimiento no se corran. El elemento calefactor de la pantalla LCD es una lámina delgada de material translúcido llamado óxido de indio y estaño. O puede haber un cable delgado en la pantalla LCD. En cualquier caso, la resistencia del calentador varía considerablemente con la temperatura. Si alimentaste el calentador con una corriente constante o un voltaje constante, la potencia sería una fuerte función de la temperatura ambiente.

Sin embargo, deseamos tener una potencia relativamente constante, por lo que se utiliza una fuente de alimentación constante.

¿Hay una fuente de energía constante?

Sí, esto es posible de hacer. De hecho, lo hice una vez hace muchos años como demostración. El voltaje y la corriente se pueden medir y controlar directamente con electrónica analógica, por lo que la respuesta puede ser buena. No hay una buena manera de controlar directamente el poder, ni de medir el poder.

La potencia es el producto del voltaje y la corriente, por lo que una forma es medir esos dos y luego realizar una multiplicación para obtener una señal proporcional a la potencia. Esto es difícil en la electrónica analógica. Cuando hice esto hace mucho tiempo, usé un procesador digital para calcular la potencia a partir del voltaje y la corriente medidos, luego modifiqué la salida hacia arriba y hacia abajo en consecuencia. Esto fue hace mucho tiempo y estaba usando una computadora de escritorio con una interfaz IEEE-488 para controlar la electrónica. Hizo alrededor de 10 iteraciones de bucle por segundo, lo cual fue suficiente para demostrar lo que quería demostrar.

Hoy en día, las fuentes de alimentación conmutadas se controlan rutinariamente mediante pequeños procesadores integrados que miden el voltaje y, a veces, la corriente en cada pulso de conmutación. Las multiplicaciones digitales pueden ser tan cortas como los ciclos individuales, por lo que hoy en día es mucho más factible hacer un control de potencia de bucle cerrado. Sin embargo, hay muy poco uso para esto. He diseñado un montón de fuentes de alimentación conmutadas de voltaje constante y algunas fuentes de alimentación conmutadas de corriente constante, pero nunca una fuente de alimentación constante. Eso no es porque no se pueda hacer razonablemente hoy, sino porque no he encontrado un uso para uno.

es decir, un dispositivo cuya salida nunca varía?

Esta es una pregunta sin sentido. ¿Qué salida ? ¿Voltaje? ¿Actual? ¿Poder? ¿Algo más? Aquí hacemos ingeniería, no agitamos las manos.

También parece haber cierta confusión sobre lo que una fuente de alimentación puede y no puede controlar. Piense incluso en el caso simple en el que la carga (lo que está conectado a la fuente de alimentación más allá del control de la fuente) puede ser cualquier resistencia. El voltaje, la corriente y la resistencia están relacionados por la ley de Ohm:

    Corriente = Voltaje / Resistencia

o en unidades comunes:

    A = V / Ω

Observe cómo solo hay dos grados de libertad en esta relación. Si define cualquiera de los dos, no queda elección sobre el tercero. Dado que la carga siempre tiene un grado de libertad, la fuente de alimentación solo tiene un grado de libertad también.

Puede reorganizar esto de varias maneras. Para un suministro de voltaje constante, el suministro elige el voltaje, la carga elige la resistencia y la corriente sale como sale. O bien, la carga elige corriente y la resistencia aparente vista por el suministro sale a lo que sale.

La potencia es voltaje por corriente. Con esto y la ley de Ohm, se puede obtener:

    Potencia = Voltaje ² / Resistencia

De nuevo, sólo dos grados de libertad. Si la fuente de alimentación regula la potencia y la carga elige la resistencia, entonces el voltaje sale como sale.

No puedes engañar a la física básica.

Una fuente de voltaje es bastante fácil, excepto cuando piensa en cortocircuitos: se toma una corriente infinita y, por esta razón, las fuentes de voltaje, en el sentido más estricto, no existen.

Las fuentes de corriente tienen el mismo problema en un circuito abierto: ¿cómo se puede bombear corriente al espacio sin que la fuente de corriente ejerza voltajes infinitos para forzar una corriente constante?

Las fuentes de energía se crean a partir de fuentes de voltaje y corriente y pueden existir en el papel pero, al igual que las fuentes reales de corriente y voltaje, no coinciden con las expectativas teóricas.

Un convertidor de voltaje flyback con frecuencia de oscilación fija y ciclo de trabajo fijo producirá una potencia constante siempre que la carga no varíe demasiado rápido.

Cuando la carga varía con el tiempo, el filtro de salida evita que el convertidor ajuste rápidamente la potencia suministrada, lo que puede o no ser un problema en su caso.

Hay fuentes de alimentación disponibles comercialmente que tienen un modo de potencia constante. Un ejemplo es la Serie Sorensen SG.

Hay otra forma de producir una fuente de energía constante aproximada, que es útil si su carga cambia con la temperatura. Si coloca una resistencia en serie del mismo valor que la carga, la potencia se iguala. Una forma de verlo es que si la resistencia en serie es cero, entonces la carga es impulsada por un voltaje constante. Si la resistencia en serie es infinita, la carga es impulsada por una corriente constante. dP/dR = 0 cuando Rs = Rl. Por supuesto, esta no es una forma ecológica de hacerlo. roger williamson

Otro uso para una fuente de energía constante de baja potencia podría ser medir el flujo de gas con un solo cable de nicromo. Empuje potencia constante a través del cable; se genera una cantidad constante de calor, el alambre se calienta y la resistencia del alambre aumenta. Puede calcular la resistencia del cable a partir del voltaje/corriente y, por lo tanto, puede conocer la temperatura del cable. En gas quieto, la ganancia de temperatura por encima de la temperatura ambiente puede determinarse de esta manera.

el gas que pasa por el alambre elimina el calor del alambre a una velocidad mayor que a velocidad cero, y la cantidad de pérdida de calor es proporcional a la velocidad del gas.

Prácticas fuentes de alimentación de VA constante. ¿Qué pasa con los soldadores de alta gama? Por lo general, los soldadores son I constante (varilla) o V constante (mig). Los soldadores de gama alta le permiten ajustar la pendiente VA. No son perfectos, pero permiten un rango de ajuste entre I constante y V constante. Con una pendiente de VA negativa, la entrada de energía al baño de soldadura es constante, independientemente de la longitud del arco, y el operador solo tiene que controlar la velocidad de soldadura, lo que facilita su trabajo. más fácil.

Sí, hay una fuente de alimentación de energía constante. Las plataformas de energía programables de la serie SE11/12 de Seron Electronics también proporcionan una fuente de alimentación constante real (analógica, no conmutada).