恒流、恒功率和恒阻抗负载

电器工程 电源 当前的 阻抗 加载
2022-01-29 00:39:14

我一直在寻找有关恒定功率、恒定电流和恒定阻抗/电阻负载的信息,有一些关于恒定电流负载的信息,但很少能真正解释恒定功率和恒定阻抗。

因此,如果我错了,请纠正我,因为我试图定义我对这个主题的理解:

  • 恒流负载是改变其内部电阻以实现恒定电流的负载,而不管馈入它的电压如何(在一定范围内),因此功率会发生变化。

  • 我假设一个恒定的功率负载,也会改变它的电阻,因此功率(或电压和电流的乘积)总是相同的,无论正在汲取的电压或电流如何。

那么恒定阻抗/电阻负载呢?这是否意味着电压,电流都会变化,因此功率也会变化?但是阻抗或电阻会保持不变吗?

如果我们说的是交流电,我也假设这对一定范围内的所有频率都有效。

现在,在更传统的情况下,当我们谈论日常负载时,例如计算机内部为主板和外围设备供电的电源,或立体声音响内部为内部组件供电的线性电源。我们是在谈论变化的电流、功率和阻抗负载吗?

如何确定负载是恒流、功率还是阻抗?

非常感谢!

2个回答

恒定功率负载会随着输入电压的变化而改变其阻抗以保持功率恒定。恒定阻抗负载只是呈现不变阻抗的负载,例如电阻器。L-Pad用于改变扬声器输出电平,同时保持放大器的恒定阻抗负载。

恒定功率负载的一个很好的例子是开关稳压器。由于这必须保持其负载的功率,因此即使电源改变电压,它也必须从其电源中汲取相同的功率。
这也是负阻抗的一个例子,因为为了保持输出功率,如果电压下降,电流必须上升(与电流和电压相互上升/下降的标准电阻相反)

这是一个由 LT1377 升压开关稳压器制成的示例电路:

恒功率负载

这是模拟:

恒功率仿真

输入电压 V(in)(蓝色迹线)从 4V 开始,逐渐上升到 10V。我们可以看到功率(红色迹线)在输入 6V 变化时保持恒定在 ~1W(它并不完美,因为它代表“现实生活”而不是 100% 效率,但它非常接近)
我们还可以看到动态负电阻特性(绿色迹线)是由于输入电流随着电压升高而下降。随着电压从 4V 上升到 10V,Tt 从 ~300mA 下降到 ~120mA - 不要被负号混淆,这只是 LTSpice 中的测量方向。
动态电阻斜率可以粗略计算为 (4V - 10V) / (300mA - 120mA) = -33.3Ω。换个角度看,6V / -33.3Ω = -180mA。

恒流、功率和阻抗负载是正确的。但是,大多数负载并不是那么好和可预测的。一些负载可能看起来主要是电阻性的,例如加热元件,但许多负载具有各种螺旋特性或动态变化。例如,开关电源的输入看起来很像负电阻,因为它们大多是恒定功率。有时,电源电路专门设计用于向输入提供特定的负载曲线。具有功率因数校正的 AC 到 DC 电源就是一个很好的例子。

要确定未知负载的特性,您必须对其进行测量。但请记住,许多负载并不属于像恒定电流、功率或电阻这样的整洁类别。例如,想想微控制器。它的特性可能会发生巨大而迅速的变化,具体取决于它在内部做什么以及它如何驱动输出引脚。