Charges à courant constant, puissance constante et impédance constante

Je cherchais des informations sur la puissance constante, le courant constant et les charges d'impédance / résistance constantes, il y a des informations sur les charges de courant constant, mais très peu qui expliquent vraiment la puissance constante et l'impédance constante.

Alors s'il vous plaît corrigez-moi si je me trompe car essayez de définir ce que je comprends à ce sujet:

Une charge de courant constant est celle qui fait varier sa résistance interne pour obtenir un courant constant quelle que soit la tension qui lui est fournie (dans une certaine mesure) et donc la puissance variera.
En supposant une charge de puissance constante, la résistance varie également, de sorte que la puissance (ou la tension et le produit actuel) est toujours la même, quelle que soit la tension ou le courant consommé.

Et qu'en est-il des charges d'impédance / résistance constantes? cela signifie-t-il que la tension et le courant varieront et donc que la puissance variera également? mais l'impédance ou la résistance resteront les mêmes?

Et si nous parlons de CA, je suppose également que cela est valable pour toutes les fréquences dans une certaine plage.

Maintenant, dans un scénario plus conventionnel, lorsque nous parlons de charges quotidiennes régulières, disons une alimentation électrique à l'intérieur d'un ordinateur alimentant la carte mère et les périphériques, ou une alimentation linéaire à l'intérieur d'une chaîne stéréo alimentant les composants internes. Parlons-nous de charges de courant, de puissance et d'impédance variables?

Comment déterminer si une charge est à courant, puissance ou impédance constants?

Merci beaucoup!

Réponses:

Une charge de puissance constante fait varier son impédance sur le changement de tension d'entrée pour maintenir la puissance constante. Une charge à impédance constante est simplement une charge qui présente une impédance immuable, comme une résistance. Un L-Pad est utilisé pour changer le niveau de sortie des enceintes tout en maintenant une charge d'impédance constante à l'amplificateur.

Un bon exemple de charge à puissance constante est un régulateur à découpage. Étant donné que cela doit maintenir sa puissance dans sa charge, il doit tirer la même puissance de sa source même si la source change de tension.
C'est aussi un exemple d'impédance négative car pour maintenir la puissance de sortie, si la tension en baisse , le courant doit monter (contrairement à une résistance standard où le courant et la tension montent / descendent entre eux)

Voici un exemple de circuit, fabriqué à partir d'un régulateur de commutation boost LT1377:

Charge de puissance constante

Voici la simulation:

Simulation de puissance constante

La tension d'entrée V (in) (trace bleue) démarre à 4V et monte progressivement jusqu'à 10V. Nous pouvons voir que la puissance (trace rouge) reste constante à ~ 1 W sur un changement de 6 V à l'entrée (ce n'est pas parfait car il est censé représenter la "vraie vie" et pas 100% efficace, mais il est assez proche)
Nous pouvons également voir la caractéristique de résistance négative dynamique (trace verte) qui est due à la baisse du courant d'entrée lorsque la tension augmente. Tt passe de ~ 300mA à ~ 120mA sur l'augmentation de tension de 4V à 10V - ne soyez pas confondu par le signe moins, c'est juste la direction de mesure dans LTSpice.
La pente de résistance dynamique peut être calculée approximativement par (4V - 10V) / (300mA - 120mA) = -33,3Ω. En regardant les choses autrement, 6V / -33,3Ω = -180mA.

Oli Glaser
la source

Merci beaucoup pour cette réponse, elle était vraiment illustrative. Cependant, j'ai juste une question, lorsque nous parlons d'impédances négatives, je peux comprendre le fait qu'il augmente le courant lorsque la tension diminue, mais comment est-ce exactement, cela signifie-t-il réellement que l'impédance diminue pour permettre un plus grand flux de courant de courant, donc considéré comme négatif (car l'impédance a diminué)?

@JoeM - voir modifier, je voulais dire que la trace est le courant, ce qui est maintenant (désolé). Une impédance négative a la pente opposée d'une positive, nous pouvons donc mesurer l'impédance (dynamique, c'est-à-dire en cas de changement) en prenant la différence de deux points sur la pente. Lisez le Wiki et regardez les NIC (convertisseurs d'impédance négative)

Oli Glaser

Merci encore Oli, je suis toujours en train d'essayer de comprendre ce lien Wiki que vous avez fourni. Mais je pense que j'ai l'idée des impédances négatives. Un convertisseur d'impédance négative ressemble à peu près à un amplificateur non inverseur mais avec une résistance de rétroaction supplémentaire.

Oui, le NIC a également le courant circulant dans la direction opposée (circule de la "charge" à la source), c'est donc une résistance statique négative (par exemple, vous pouvez mesurer à un moment donné et obtenir une valeur négative) L'entrée du régulateur de commutation a la pente de résistance négative, mais le courant est positif (par exemple, flux de la source à la charge) Une véritable résistance négative implique une source d'énergie. Essayez de tracer quelques courbes IV de composants sur graphique dans le lien ..

Oli Glaser

..et comparer avec les versions négatives (pente opposée et dans le cas d'une vraie résistance négative dans le quadrant opposé)

Oli Glaser

Vous avez raison en ce qui concerne les charges de courant, de puissance et d'impédance constantes. Cependant, la plupart des charges ne sont pas aussi agréables et prévisibles. Certaines charges peuvent sembler principalement résistives, comme des éléments chauffants, mais de nombreuses charges ont toutes sortes de caractéristiques visqueuses ou varient dynamiquement. Par exemple, l'entrée des alimentations à découpage ressemble en grande partie à des résistances négatives car elles sont pour la plupart à puissance constante. Parfois, le circuit d'alimentation est spécifiquement conçu pour présenter un certain profil de charge à l'entrée. Une alimentation CA à CC avec correction du facteur de puissance en est un bon exemple.

Pour déterminer les caractéristiques d'une charge inconnue, vous devez la mesurer. Gardez à l'esprit cependant que de nombreuses charges ne tombent pas dans une belle catégorie soignée comme le courant constant, la puissance ou la résistance. Pensez à un microcontrôleur, par exemple. Ses caractéristiques peuvent changer considérablement et rapidement en fonction de ce qu'il fait à l'intérieur et de la façon dont il peut entraîner les broches de sortie.

Olin Lathrop
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Donc, fondamentalement, la plupart des charges peuvent varier?, Ce qui signifie parfois une combinaison de courant constant, de puissance et d'impédance?

@JoeM: Ou plus précisément aucun des cas spéciaux. Les charges xxx constantes sont utiles pour l'analyse mathématique, mais ne se produisent pas beaucoup dans le monde réel. Une résistance fait une bonne charge de résistance constante, mais ce n'est pas très utile, sauf en tant que chauffage. L'entrée des commutateurs a tendance à être à puissance constante, mais il y a des écarts importants par rapport à celle généralement sur toute la plage de charge. Le courant constant est assez rare, sauf lorsque quelque chose est délibérément conçu pour cela.

Olin Lathrop