Cum functioneaza limitarea de curent?

[M.Adrian]

Sa zicem ca avem un circuit reprezentat de rezistorul Rs alimentat de la o sursa Vs cu tensiunea fixa de 20v.

https://postimg.org/image/e35v7z02j/

In cazul unui scurtcircuit la bornele Rs, curentul prin sursa creste foarte mult, deci sanse mari cat casa sa se defecteze sursa, caz in care foarte util ar fi un circuit de limitare a curentului (pe langa siguranta de rigoare). Sau, daca apare o defectiune in consumatorul Rs, la fel, este indicat sa existe un circuit de limitare a curentului, pe care l-am reprezentat simplificat aici, sub forma tranzistorului T, care sa zicem ca se comporta ca un rezistor variabil, a carui rezistenta depinde de curentul care circula prin circuitul sursa(Vs)-consumator(Rs).

https://postimg.org/image/pgsej6al7/

 

Deci, in cazul in care intensitatea curentului prin acest circuit depaseste o valoare prestabilita, pentru a evita avariile trebuie limitat curentul, iar in cazul circuitului de mai sus, din moment ce am mentionat initial ca tensiunea este fixata la 20v, singurul mod prin care se poate face asta este prin marirea rezistentei lui T. Totusi, odata cu asta, inseamna ca si caderea de tensiune pe T se mareste, deci la bornele Rs nu va mai fi tensiunea sursei de 20V, ci 20v-(caderea de tensiune pe T).

 

Cu alte cuvinte, pentru a limita curentul prin circuit trebuie ori ca rezistenta lui T sa creasca iar tensiunea la borne sa scada, cauza a caderii de tensiune pe T, ori tensiunea sursei trebuie sa se modifice activ in functie de curentul limita prestabilit, adica in cazul unui defect in Rs in urma caruia curentul prin circuit creste peste o limita de 2A de exemplu, inseamna ca acest curent de 2A nu poate fi "inghetat" la aceasta valoare sau sa fie redus sub aceasta valoare fara ca tensiunea de la bornele Rs sa se modifice. E corect?

[Marian]

Aminteste-ti ca I=U/R!

Daca marim pe U, creste I;

Daca marim pe R scade I;

Daca le marim sau le reducem pe amandoua in aceeasi proportie, I ramane neschimbat;

 

Deci daca sursa ofera un U fix, iar R scade, atunci singura alternativa ca I sa ramana constant este adaugarea unui element activ care sa preia o parte din U.

Deci pentru a avea limitare de curent scadem pe U intr-un fel sau altul, pana I ajunge la nivelul dorit, si se intampla asta in orice sistem dotat cu limitare de curent, fie liniar fie in comutatie, intotdeauna efectul este acelasi, se reduce U pana I ajunge la nivelul maxim stabilit, nivel la care se atinge asanumitul "echilibru", si ca sa-l intelegi imagineaza-ti principiul de functionare cu incetinitorul:

 

-Pentru oarecare motiv R scade, I creste peste pragul stabilit, sistemul detecteaza asta, si comanda reducerea U de la bornele sarcinii;

-Us scade, si deci scade si I, pana sub prag, situatie in care limitarea se dezactiveaza si U este lasat din nou sa creasca;

-Creste U, creste si I si intervine din nou limitarea si se reia ciclul...

Se intampla asta in continuu si la o viteza foarte mare ( fie ca-i sursa liniara, fie ca-i in comutatie ), U oscileaza cu o frecventa foarte mare si pe o plaja foarte mica, in jurul punctului de echilibru.

[ratza]

E corect?

Da.

[M.Adrian]

Se intampla asta in continuu si la o viteza foarte mare ( fie ca-i sursa liniara, fie ca-i in comutatie ), U oscileaza cu o frecventa foarte mare si pe o plaja foarte mica, in jurul punctului de echilibru.

La asta m-am gandit si eu ca oscileaza valoarea tensiunii dar aveam impresia ca este un efect nedorit care se rezolva prin alte "circuite smechere" la care inca nu am ajuns, o varianta la care ma gandisem era prelungirea timpului in care tensiunea este mentinuta scazuta .

[ratza]

Nu oscilează nimic şi nici continuu dacă sarcina are caracter preponderent rezistiv. La inductanţe e ceva mai mult de lucru, dar chiar şi-n cazul lor circuitul ăla "şmecher" e o reţea RC banală de cele mai multe ori.

[Marian]

^N-ai inteles si faci confuzii.

"Oscileaza" era un mod de a spune menit a pune lucrurile intr-o lumina mai usor de inteles pentru sectiunea incepatorilor.

N-am spus ca oscileaza in sensul instabilitatii buclei, ci ca variaza in jurul unei valori medii care este zona de echilibru, o face foarte rapid si pe salturi foarte mici, foarte greu de observat chiar si pe osciloscop. Se intampla asta pentru ca elementul regulator nu-i o rezistenta fixa, ci este un element dinamic ce face ca impedanta de iesire sa se modifice fata de mai multi parametrii ( temperatura, variatii alimentare, variatii sarcina ), insasi starea de echilibru presupune de fapt exact ce am zis, adica variatii foarte mici si foarte rapide in jurul unei valori de echilibru, chiar ignorand total parametrii dinamici enumerati in paranteza.

E ceva normal sa fie asa, asa functioneaza limtarea activa, nu analizam in profunzime pentru ca in realitate rareori detinem aparatura suficient de sensibila sa "vada" acele variatii, asta nu inseamna ca ele nu au loc!

[ratza]

Da, hai să dăm o explicaţie pompoasă, în multe cuvinte, să arătăm că ştim şi noi cîte ceva. Uau! Pus şi simplu UAU!! Hai să descoperim că rezistenţele nu sînt doar rezistenţe! Hai să descoperim că electronii se mişcă şi fac zgomot! Hai să ne axăm pe căcaturi şi detalii complet irelevante! Nu sînt eu prost că nu m-am ţinut de cuvînt?

[M.Adrian]

 

 

N-am spus ca oscileaza in sensul instabilitatii buclei, ci ca variaza in jurul unei valori medii care este zona de echilibru, o face foarte rapid si pe salturi foarte mici,

La fel ma gandeam si eu. Inca ceva, cum se numeste softul folosit in imagine?

Editat Februarie 15, 2018 de M.Adrian

[Marian]

Adrian daca ai inteles principiul atunci scopul meu a fost atins, limitarea reduce tensiunea de la bornele sarcinii pentru a pastra curentul la valoarea setata, asta deja o stiai cel mai probabil, ce am incercat eu sa fac este sa te ajut sa privesti intr-o alta lumina si principiul de functionare, care n-are nici o legatura cu retaua RC de compensare in frecventa, n-are legatura cu instabilitatea buclei. Daca am esuat, asta e...

 

Spor.

 

LE: Multisim, este foarte util, simuleaza in timp real. Sigur, nu reproduce toate fenomenele practice, insa ajuta mult.

[Vizitator]

Marian, ampliful de tensiune si cel de curent formeaza un SAU logic, niciunul nu are voie sa scape forta de sub control. La un reglaf foarte fin al sarcinii s-ar vedea cum cele doua bucle se suprapun. La liniare nu am testat (am doar surse cu LM317 de puteri mici) dar la cele in comutatie la care am facut fel si fel de teste de limitare se vede clar cand cele doua bucle "se cearta" in faza de inceput a limitarii. Cel mai bine se vede la cele cu frecventa fixa la care se vad limpede impulsurile fie ca este in CV fie ca e in CC. Dar in faza initiala a limitarii de curent nu mai poti sincroniza oscul. La comutatie este mai evidenta pt ca riplul de 100Hz de retea este compensat de bucla de tensiune dar limitarea de curent este mai linistita mai ales daca citeste tensiunea pe un shunt de iesire.

Dupa ce bucla de curent a luat controlul cea de tensiune nu mai exista. Sa zicem ca la o sursa de 10V am pus o sarcina ce duce iesirea in 5V. Chiar daca pt putin timp bucla de curent nu ar mai simti curentul pt ca a scazut un pic o usoara crestere a tensiunii sa zicem cu 100mV ar activa din nou bucla de curent, ar trebui din nou ca tensiunea sa urce la 10V ca bucla de tensiune sa "se trezeasca".

[Marian]

Dupa ce bucla de curent a luat controlul cea de tensiune nu mai exista.

Total de acord, nici n-am tinut sa spun altceva.

[Vizitator]

CITAT: Total de acord, nici n-am tinut sa spun altceva.

 

Imi pare rau dar din postarea urmatoare se intelege altceva.

 

-Pentru oarecare motiv R scade, I creste peste pragul stabilit, sistemul detecteaza asta, si comanda reducerea U de la bornele sarcinii;

-Us scade, si deci scade si I, pana sub prag, situatie in care limitarea se dezactiveaza si U este lasat din nou sa creasca;

-Creste U, creste si I si intervine din nou limitarea si se reia ciclul...

Se intampla asta in continuu si la o viteza foarte mare ( fie ca-i sursa liniara, fie ca-i in comutatie ), U oscileaza cu o frecventa foarte mare si pe o plaja foarte mica, in jurul punctului de echilibru.

Eu tot nu inteleg ce ai vrut sa spui cu "limitarea se dezactiveaza" si ca rezultat ar fi acea oscilatie! Sa o luam babeste, la o sursa liniara de 10V/1A la o sarcina de 10 ohm se activeaza limitarea. La 9 ohm ea este pe deplin stapana. Orice variatie a sarcinii intre 0 si 9,9ohm nu va activa nicio fractiune de secunda bucla de tensiune. Doar in jur de 10ohm daca stai cu 2 sonde pe iesirile amplif. vei vedea ca exista un domeniu foarte scurt in care ambele actioneaza. Daca vrei perfectiune alimentezi sursa liniara din alta sursa stabilizata ca sa nu ai riplu la intrare si la un reglaj fin al sarcinii poti ajunge intrun punct in care cele 2 amplif au acelasi curent de iesire.

[Marian]

Privim lucrurile prea rigid, prea adliteram, si uite rezultatul...

Smilex imi spunea cu ani in urma "incearca sa si intelegi formulele, nu doar sa le inveti", si pe buna dreptate pentru ca asa intelegi mai bine principiile ce stau la baza lor.

Eu am incercat sa pun lucrurile intr-o alta lumina, sa abordez mai in profunzime, dar vad ca am esuat, poate este si rezultatul unor lacune proprii in exprimare pe care mi le asum.

Am spus deja, expresia "oscilatie" nu trebuie privita prin prisma stabilitatii buclei de reactie, n-are legatura. Poate ca am ales-o si eu neinspirat pentru ca sunt totusi cutume cu privire la acest aspect, poate expresia "variatie" aleasa de la bun inceput ar fi fost mai potrivita. Nu sunt sigur ce anume din ce am zis nu se intelege si de ce se interpreteaza, nu stiu nici o reformulare mai potrivita dar daca ar fi sa fac o analogie referitor la tentativa mea ( esuata din cate se pare ) as aminti de amplificatorul audio, care stim ca are o bucla inchisa si care este raportul de la divizorul de la inversoare, deci stim ca daca aplicam un semnal la intrare, o sa regasim la iesire o relplica amplificata cu acea bucla inchisa, asta ar fi "matematica", mai departe daca ne intrebam si de ce se intampla asta, spunem ca aplicand un semnal la intrare, se creeaza un dezechilibru intre inversoare si neinversoare, diferentialul compenseaza ducand iesirea la un nivel potrivit astfel incat sa se revina la pozitia de echilibru dintre cele 2 intrari ( IN+ si IN- ), si se intampla ca acel nivel la iesire sa fie mai mare decat cel de la intrare tocmai datorita divizorului de a inversoare...si analiza poate continua, dar nu-i locul si nici momentul.

 

Ideea este ca toti stim ca limitarea activa stabilizeaza un curent prin sarcina, dezactivand deci bucla de tensiune ( daca exista ), adica nu mai ai tensiune stabilizata, ci un curent stabilizat care face ca tensiunea sa varieze atat cat este nevoie, functie de variatiile sarcinii, pentru a mentine acel curent stabil/fix, si poate ca asta ar fi trebuit sa spun de la bun inceput si s-ar fi evitat discutiile, in special aciditatea neprovocata a lui Ratza ( asa e el, nu-i bai ). Cam asta ar fi in rezumat ce face limitarea, eu insa am incercat sa explic si cum si de ce se face asta...

In fine, imi asum esecul, si retrag tot ce am scris aici, cerandu-mi scuze daca am confuzat pe careva.

[ratza]

in special aciditatea neprovocata a lui Ratza ( asa e el, nu-i bai ).

Cum poţi să zici că e aciditate neprovocată, din moment ce emiţi nişte inepţii în secţiunea ÎNCEPĂTORILOR? Fă analogii uşor de urmărit şi priceput de toată lumea, nu te apuca să explici momentul de spin al electronilor din cupru.

 

Era greu să-i confirmi iniţiatorului că raţionamentul lui era corect în întregime fără să te arunci în fraze sforăitoar, înşirate cît pergamentele Scripturii, dar goale de conţinut (şi complet greşite uneori, sper că nu e nevoie să dezgrop morţii). Explică după ce înţelegi, nu după ce ai impresia că ai înţeles.

 

Exemple de explicaţii:

Ce e reacţia?

Intri la duş. Dacă apa e prea rece, măreşti debitul la caldă. E prea caldă, mai compensezi cu rece.

 

Ce e viteza de reacţie?

Cît timp durează pînă vine apa potrivită.

Editat Februarie 16, 2018 de ratza

[ratza]

Vulgarităţile au un scop, argumentele civilizate nu funcţionează în combaterea orgolioşilor care explică lucruri pe care nici nu le înţeleg, nici nu acceptă că nu le înţeleg.

 

O să-mi încalc cuvîntul şi o să-ţi demontez aberaţiile pe rînd.

 

"Deci pentru a avea limitare de curent scadem pe U intr-un fel sau altul, pana I ajunge la nivelul dorit, si se intampla asta in orice sistem dotat cu limitare de curent, fie liniar fie in comutatie, intotdeauna efectul este acelasi, se reduce U pana I ajunge la nivelul maxim stabilit, nivel la care se atinge asanumitul "echilibru", si ca sa-l intelegi imagineaza-ti principiul de functionare cu incetinitorul:

Complet eronat. Nu scade tensiunea sursei, ci CURENTUL prin sarcină, reducîndu-se astfel tensiunea pe sarcină.

-Pentru oarecare motiv R scade, I creste peste pragul stabilit, sistemul detecteaza asta, si comanda reducerea U de la bornele sarcinii;

Sistemul limitează curentul, scăderea tensiunii e un efect, nu cauza.

-Us scade, si deci scade si I, pana sub prag, situatie in care limitarea se dezactiveaza si U este lasat din nou sa creasca;

-Creste U, creste si I si intervine din nou limitarea si se reia ciclul...

Curentul nu scade, ajunge la limitare şi de acolo nu mai poate creşte. Limitarea nu se dezactivează, că de-aia e pusă acolo. U rămîne constant, sursei i se cam rupe de ce urmează după ea şi dă cît poate.

Se intampla asta in continuu si la o viteza foarte mare ( fie ca-i sursa liniara, fie ca-i in comutatie ), U oscileaza cu o frecventa foarte mare si pe o plaja foarte mica, in jurul punctului de echilibru. "

U poate oscila doar dacă tragi din sursă mai mult curent decît poate da. Elementul activ face toată treaba, nu sursa, şi nu oscilează nimic nicăieri.

 

N-am spus ca oscileaza in sensul instabilitatii buclei, ci ca variaza in jurul unei valori medii care este zona de echilibru, o face foarte rapid si pe salturi foarte mici, foarte greu de observat chiar si pe osciloscop.

Ba fix aşa ai spus, că oscilează. Vezi mai sus.

 

Se intampla asta pentru ca elementul regulator nu-i o rezistenta fixa, ci este un element dinamic ce face ca impedanta de iesire sa se modifice fata de mai multi parametrii ( temperatura, variatii alimentare, variatii sarcina ), insasi starea de echilibru presupune de fapt exact ce am zis, adica variatii foarte mici si foarte rapide in jurul unei valori de echilibru, chiar ignorand total parametrii dinamici enumerati in paranteza.

"Starea de echilibru presupune variaţii în jurul unei valori de echilibru". Asta e o aberaţie de pus în ramă, jur!

 

E ceva normal sa fie asa, asa functioneaza limtarea activa, nu analizam in profunzime pentru ca in realitate rareori detinem aparatura suficient de sensibila sa "vada" acele variatii, asta nu inseamna ca ele nu au loc!

Nu, nu aşa funcţionează limitarea activă. Ce ai tu în ploturile din simulator nu sînt oscilaţii, ci zgomot, valorile fiind mai mari cu cel puţin un ordin de mărime în realitate. miticamy ţi-a spus acelaşi lucru, dar ai ignorat şi ai continuat să insişti. Unii au acces la aparatură capabilă şi analizează în profunzime prin natura locului de muncă, în timp ce alţii aruncă păreri nedocumentate.

 

Adrian daca ai inteles principiul atunci scopul meu a fost atins, limitarea reduce tensiunea de la bornele sarcinii pentru a pastra curentul la valoarea setata, asta deja o stiai cel mai probabil, ce am incercat eu sa fac este sa te ajut sa privesti intr-o alta lumina si principiul de functionare, care n-are nici o legatura cu retaua RC de compensare in frecventa, n-are legatura cu instabilitatea buclei. Daca am esuat, asta e...

Limitarea reduce curentul prin sarcină, principiu pe care M.Adrian îl înţelesese corect şi din prima. Tu, în schimb, ai eşuat lamentabil. Dacă tot zici că frecvenţa e irelevantă şi că nu e nevoie de compensare, te provoc să faci o sursă de curent constant constant care să acţioneze în maximum 1us şi care să fie stabilă inclusiv la sarcini inductive (să zicem un 10% overshoot admis). Poţi s-o faci cu orice componente vrei tu.

 

Nu sunt sigur ce anume din ce am zis nu se intelege si de ce se interpreteaza, nu stiu nici o reformulare mai potrivita dar daca ar fi sa fac o analogie referitor la tentativa mea ( esuata din cate se pare ) as aminti de amplificatorul audio, care stim ca are o bucla inchisa si care este raportul de la divizorul de la inversoare, deci stim ca daca aplicam un semnal la intrare, o sa regasim la iesire o relplica amplificata cu acea bucla inchisa, asta ar fi "matematica",

Amplificatorul operaţional (că asta e, de fapt) e mult mai simplu de atît: diferenţa de tensiune dintre in+ şi in- e înmulţită cu amplificarea în buclă deschisă:

U_out = (U_in+ - U_in-) * A_o

_{Deci nu, nu aia ar fi matematica, ăla e punctul în care ajungi folosind-o. Vorbeşti din nou de efect, nu de cauză.}

 

mai departe daca ne intrebam si de ce se intampla asta, spunem ca aplicand un semnal la intrare, se creeaza un dezechilibru intre inversoare si neinversoare, diferentialul compenseaza ducand iesirea la un nivel potrivit astfel incat sa se revina la pozitia de echilibru dintre cele 2 intrari ( IN+ si IN- ), si se intampla ca acel nivel la iesire sa fie mai mare decat cel de la intrare tocmai datorita divizorului de a inversoare...si analiza poate continua, dar nu-i locul si nici momentul.

La fel de bine se poate întîmpla ca nivelul de ieşire să fie mai mic decît cel de intrare, tot datorită divizorului din reacţie. Reacţie ai vrut să zici, nu?

 

 

Dacă mi-au scăpat alte aberaţii, rog iertare, m-am dezvăţat de forum.

Editat Februarie 16, 2018 de ratza