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Bei sinkendem Stromfluss erzeugt die Induktivität einen Spannungstransienten, der die zulässige
Spannung an den Lastklemmen überschreitet. Das Gerät ist mit Varistoren ausgestattet, die nicht
wiederholende Transienten von bis zu 80 Joule absorbieren können, langfristig jedoch nur bis zu
2 Watt ausgelegt sind. Selbst wenn der Überspannungsdetektor den Lasteingang deaktiviert,
bleiben diese Varistoren verbunden. Wenn also die Wahrscheinlichkeit besteht, dass eine dieser
Leistungsgrenzen überschritten wird, muss eine externe Schutzvorrichtung (z. B. eine
Schutzdiode) parallel zur Quelleninduktion hinzugefügt werden.
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.
Stabilität der Kombination aus Quelle und Last
Dieses Gerät ist auf höchste Messgenauigkeit unter konstanten Lastbedingungen optimiert,
indem eine starke interne Rückkopplungsschleife verwendet wird. Daher besteht die Möglichkeit,
dass Kombinationen aus Quelle, Verbindungskabeln und Lastcharakteristiken zu einer Instabilität
führen könnten. Dafür gibt es drei hauptsächliche Ursachen: Induktivität in der Verkabelung
zwischen Quelle und Last (oder eine induktive Ausgangsimpedanz der Quelle), Kapazität parallel
mit der Verbindung zwischen Quelle und Last (einschließlich eines Ausgangskondensators
innerhalb der Quelle) und die Charakteristiken aktiver Rückkopplungskreise innerhalb der Quelle.
In den Betriebsarten Konstantleistung, Konstantleitwert und Konstantwiderstand nutzt die Last
einen Analogmultiplizierer, um den Strombedarf aus der Momentanspannung abzuleiten. Dies
reduziert die Bandbreite der Rückkopplung und bewirkt eine zusätzliche Phasenverschiebung. Im
Allgemeinen ist der Konstantstrom-Modus im Vergleich zu den anderen Betriebsarten der
stabilste. In bestimmten Fällen kann eine Instabilität jedoch durch den Einsatz eines anderen
Modus vermieden werden. Die gleichen Bedingungen, welche das dynamische Verhalten der
Last beim Übergangsbetrieb beeinflussen, führen auch zu Instabilität. Einige Vorschläge in den
folgenden Abschnitten mögen in diesem Zusammenhang nützlich sein.
Der Konstantspannungsmodus arbeitet in einer ganz anderen Art und Weise, indem durch
Integration des Spannungsfehlers ein Wert für den Strombedarf erzeugt wird. Daraus ergibt sich
ein System mit extrem hoher Verstärkung und Potenzial für Instabilität.
Viele Quellen besitzen L-C-Ausgangsfilter um Störsignale zu reduzieren. Diese Filter sorgen für
eine zusätzliche Phasenverschiebung in der Kombination aus Quelle und Last und können zur
Instabilität führen. Falls die Drosselspule keine Dämpfung hat, kann ein Resonanzkreis
entstehen, der die Entstehung von Schwingungen mit einer beträchtlichen Amplitude erlaubt.
Abhilfen
Die Kompensationsnetzwerke der Leistungsstufen in der Last werden geändert, wenn die Slew-
Rate auf weniger als das 0,001-fache der maximalen Slew-Rate für den jeweiligen Lastmodus
und Bereich eingestellt ist. Wird zum Beispiel der Konstantstrom-Modus ausgewählt und im
hohen Strombereich betrieben (bis 80 A), beträgt die maximale Slew-Rate 2,5 A/ µ s, so dass die
Kompensationsnetzwerke bei Slew-Raten unter 2,5 A/ms geändert werden. Selbst wenn die
Transienten-Funktion nicht verwendet wird, kann diese Änderung der Kompensation die
Kombination aus Last und Quelle stabilisieren.
Falls es zur Instabilität kommt, sollte die Spannungswellenform an der Last mit einem
Oszilloskop beobachtet werden: Bei einem Spannungsanstieg über der Leerlaufspannung der
Quelle muss ein induktives Element vorhanden sein, dass einen Resonanzkreis bildet. In diesem
Fall muss ein Weg gefunden werden, um eine Dämpfung in diesen Kreis einzubauen.
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