Y Pŵer y Tu ôl i'r Gwres: Cyfateb Cyflenwadau Pŵer â Gwresogyddion Cetris 5V

Mae peiriannydd yn dewis gwresogydd cetris pen sengl 5V o ansawdd uchel sy'n gallu trin 40 Wat, yn ei osod yn union, ac yn ei gysylltu â gwefrydd wal USB arferol. Mae'r canlyniad yn anfoddhaol; mae'r system yn cael trafferth cyrraedd y tymheredd cywir. Mae pobl yn aml yn beio'r gwresogydd, ond y broblem wirioneddol yn gyffredinol yw cyflenwad pŵer rhy fach neu heb ei gyfateb sy'n eistedd yn dawel i fyny'r afon.

Mewn systemau DC cyfredol foltedd isel, uchel, mae'r ffynhonnell pŵer a'r gwresogydd yn agos iawn at ei gilydd ac ni ellir eu newid, yn unol â rheolau trydanol sylfaenol. I redeg gwresogydd 40W ar 5V, mae angen cerrynt cyson o 8 Amp arnoch (I=P/V). Dim ond 2.4A neu lai y gall y rhan fwyaf o wefrwyr USB{8}A godi tâl. Gall hyd yn oed gwefrwyr USB-C Power Delivery (PD) cyfredol gyflenwi mwy na'r lefelau 5V/3A (15W) sylfaenol dim ond os ydynt wedi'u gosod i wneud hynny. Bydd cysylltu gwresogydd â phorthladd nad yw wedi'i drafod yn unig yn torri ei bŵer i ffwrdd.


Beth Sy'n Digwydd Pan Fod y Cyflenwad yn Rhy Fach

Os na all ffynhonnell pŵer fodloni'r galw, mae'r system yn torri mewn un o ddwy ffordd:

Cyfyngu/Diffodd Cyfredol: Bydd cyflenwad "clyfar" gyda gorwariant cyfredol yn cyfyngu neu'n torri allbwn, gan atal y gwresogydd rhag cyrraedd ei bwynt gweithredu.

Sag Foltedd: Bydd cyflenwad rhad, heb ei reoleiddio yn colli ei foltedd allbwn pan fydd o dan lwyth. Os yw'r gwresogydd yn cael 4.0V yn unig yn lle 5.0V, mae ei allbwn pŵer yn gostwng i tua 64% o'r hyn y dylai fod (P ∝ V²). Mae'r gwresogydd y mae pobl yn meddwl ei fod yn "wan" mewn gwirionedd yn un nad yw'n cael digon o bŵer.

Yr Ymchwydd Pwysig "Dechrau Oer".

Mae'r cerrynt mewnlif, a elwir yn aml yn ymchwydd "dechrau oer", yn broblem sy'n cael ei hanwybyddu'n aml. Mae gan y wifren sy'n gwrthsefyll (NiCr fel arfer) Gyfernod Tymheredd Cadarnhaol (PTC). Pan mae'n oer, gall ei wrthwynebiad fod mor isel ag 1/10fed i 1/20fed o'r hyn ydyw pan mae'n boeth. Felly, pan fydd y pŵer yn cael ei droi ymlaen, gall pigyn cyntaf y cerrynt fod 10 i 20 gwaith yn fwy -cyflwr sefydlog. Gallai gwresogydd 8A fod angen 80 i 160A am gyfnod byr.

Rhaid i'r cyflenwad pŵer fod yn ddigon cryf i drin yr ymchwydd hwn heb droi amddiffyniad ymlaen, neu mae'n rhaid bod gan y gylched reoli nodwedd cychwyn meddal. Mae -cychwyn meddal yn cynyddu'r foltedd a'r cerrynt yn araf, sy'n cyfyngu ar y mewnlifiad. Mae hyn nid yn unig yn diogelu'r cyflenwad pŵer, ond mae hefyd yn lleihau'r straen thermol a mecanyddol ar coil mewnol y gwresogydd, sy'n ei gwneud yn para'n hirach. Mae hon yn egwyddor sydd wedi bod yn hysbys ers amser maith mewn tiwb gwactod a chymwysiadau gwresogi gwrthiannol eraill.

Y Gelyn Na Allwch Chi Ei Gweld: Gwifrau Gwrthsafiad

In a 5V system, every milliohm of resistance in the power path is a thief. If the load is 8A and the cable and connection resistance is only 0.1 ohms, the voltage will drop by 0.8V (V_drop = I*R). The heater terminals now only have 4.2V, which is a 16% voltage loss that leads to a >Colli pŵer o 30%. Mae'r egni sy'n cael ei wastraffu yn ymddangos fel gwres yn y gwifrau a'r cysylltwyr. Felly, nid awgrym yn unig yw defnyddio gwifrau byr, trwchus (16 AWG neu fwy ar gyfer rhediadau dros ychydig fodfeddi) a chysylltwyr cyfredol uchel; mae'n angen sylfaenol am berfformiad.

Yr Angen am Bwer Sefydlog, Glân

Mae angen cyflenwad pŵer DC rheoledig ar gyfer rheoli tymheredd yn union. Mae foltedd allbwn cyflenwad heb ei reoleiddio yn newid gyda newidiadau yn y llinell AC a'r llwyth, sy'n gwneud i allbwn y gwresogydd drifft. Mae hyn yn ei gwneud hi'n amhosibl cadw rheolaeth PID yn gyson, sy'n achosi i'r tymheredd fynd i fyny ac i lawr. Mae cyflenwad pŵer wedi'i reoleiddio'n dda neu fwrdd gyrrwr gwresogydd ar wahân gyda rheolaeth PWM (Pulse Width Modulation) trwy MOSFETs yn rhoi'r DC sefydlog, glân sydd ei angen arnoch ar gyfer perfformiad dibynadwy.

Casgliad: System Bwer Pawb-Mewn-Un

Mae perfformiad gwresogydd cetris 5V yn uniongyrchol gysylltiedig â'r ffordd y mae'n cael trydan o weddill y system. Dim ond y cam cyntaf yw dewis y gwresogydd. Rhaid i ddyluniad y system gynnwys:

Cyflenwad pŵer a all ddarparu'r cerrynt parhaus angenrheidiol ar 5V a thrin ymchwydd cerrynt mewnlif.

Gwifrau priodol gyda gwrthiant isel a phennau cryf.

Rheoleiddio foltedd i gadw pethau'n sefydlog.

-cychwyn cylchedau meddal i wneud i'r gwresogydd bara'n hirach (ar gyfer dyfeisiau sydd â llawer o bŵer).

Rhaid datblygu'r bensaernïaeth cyflenwi pŵer i weithio gyda'r gydran thermol ar gyfer cymwysiadau hanfodol cenhadaeth. Mae gwirio'r gallu, y gwifrau a'r rheoleiddio presennol yn sicrhau bod potensial llawn y gwresogydd cetris a'r watiau graddedig yn cael eu cyrraedd yn ei derfynellau. Mae hyn yn ei droi o fod yn dagfa bosibl yn ffynhonnell wres ddibynadwy ac effeithlon.