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8. Anwendungshinweise
Dieses Kapitel soll Ihnen nützliche Informationen zur praktischen Anwendung des Geräts geben.
Alle elektronischen Lasten unterliegen dem Einfluss von Quellencharakteristiken,
Anschlussinduktivitäten und Rückkopplungsschleifen, was zu unerwarteter Instabilität oder
schlechtem dynamischen Verhalten führen kann. Die folgenden Abschnitte werden Ihnen beim
Verständnis dieser Faktoren helfen. Die ersten Abschnitte enthalten allgemeine Überlegungen,
spätere Abschnitte gehen dann auf die Besonderheiten der jeweiligen Betriebsarten ein.
8.1
Quellen
Batterien sind Quellen mit geringer Impedanz. Abgesehen von einer möglichen Induktivität in den
Verbindungskabeln sind sie generell mit einer elektronischen Last einfach zu verwenden. Die
Dropout-Funktion sollte bei Batterien eingesetzt werden, die durch eine totale Entleerung
beschädigt werden können.
Elektronische Stromversorgungen verfügen über aktive Rückkopplungsnetzwerke, deren
dynamische Charakteristiken oft mit der Last in Interaktion treten. Wenn es sich bei dieser Last
(wie im Falle dieses Geräts) selbst um ein Netzwerk mit aktivem Feedback handelt, dessen
dynamische Charakteristiken von der Art der Quelle abhängen, wird leicht ersichtlich, dass das
Verhalten des resultierenden Systems möglicherweise unvorhersehbar ist.
8.1.1
Quellenwiderstand
Besitzt eine Quelle einen erheblichen Widerstand (einschließlich des Widerstands der
Verbindungskabel), so dass die Spannung bei steigendem Strom abfällt, ist es wichtig, dass die
Spannung an den Lastklemmen stets über der zulässigen Mindestbetriebsspannung liegt.
Die besonderen Überlegungen zum Quellenwiderstand, die im Konstantleistungsmodus gelten,
werden im betreffenden Abschnitt weiter unten erörtert.
8.1.2
Quellinduktivität
Die Induktivität von Quelle und Verbindungskabeln hat eine große Auswirkung auf das Verhalten
der Last: Das grundlegende Merkmal einer Induktivität ist, dass sie eine EMK erzeugt, die
jeglicher Stromänderung entgegenwirkt. Mit dem Anstieg des Stromflusses reduziert die von der
Induktivität erzeugte EMK die Spannung an den Lastklemmen, oft bis zur Lastsättigung. Wenn
die Spannung unter ungefähr 25V abfällt, ändert sich die Transkonduktanz der Leistungsstufe
erheblich, wodurch wiederum der Dämpfungsfaktor der Rückkopplungsschleife und das
dynamische Verhalten merklich verändert werden. Es kann zu Überschwingen und sogar
Oszillationen kommen.
Bei sinkendem Stromfluss erzeugt die Induktivität einen Spannungstransienten, der die zulässige
Spannung an den Lastklemmen überschreitet. Das Gerät ist mit Gasentladungsröhren
ausgestattet, die nichtperiodische Transienten absorbieren können. Selbst wenn der
Überspannungsdetektor den Lasteingang deaktiviert, bleiben diese Gasentladungsröhren
verbunden. Wenn also die Wahrscheinlichkeit besteht, dass eine dieser Leistungsgrenzen
überschritten wird, muss eine externe Schutzvorrichtung (z. B. eine Schutzdiode) parallel zur
Quelleninduktivität hinzugefügt werden.
8.1.3
Nebenschlusskapazität
Die Last kann nur als Stromsenke dienen und daher die Spannung an den Klemmen nur
verringern. Die Quelle selbst muss die Spannung erhöhen, einschließlich eines Ladestroms für
etwaige elektrische Kapazitäten an den Klemmen. Wenn der verfügbare Gesamtstrom ausreicht,
um ein Laden dieser Kapazitäten mit der erforderlichen Slew-Rate zu gewährleisten, leitet die
Last den Überstrom auch während des Übergangs, so dass sich ein vorhersehbares Verhalten
ergibt. Falls die Quelle den Kondensator bei der geforderten Slew-Rate jedoch nicht laden kann,
wird die Last getrennt, bis die endgültige Spannung erreicht ist. In diesem Fall kommt es zum
Überschwingen sobald die Last zu leiten beginnt, gefolgt von einem Nachschwingen, wenn die
Quelle reagiert.
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