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Betriebsart Konstantleistung
Dieser Modus wird mittels eines Analogteilers implementiert, der zur Berechnung der
Stromstärke die verlangte Leistung durch die abgetastete Spannung dividiert. Die
Leistungsendstufen passen dann ihre Leitfähigkeit an, um diesen Strom aufrechtzuerhalten. Fällt
die Spannung der Quelle, versucht die Last die gleiche Leistung zu liefern, indem sie ihren
Widerstand verringert, um den Strom zu erhöhen. Die Tatsache, dass der Strom steigt, wenn die
Spannung fällt bedeutet, dass die Last als negativer Widerstand dient. Genau dieses Verhalten
zeigen auch die meisten Schaltnetzteile.
Diese Eigenschaften können zu einem Latch-Up-Zustand führen, wenn die Quelle eine
signifikante Ausgangsimpedanz besitzt. Zur Erklärung nehmen wir an, dass die Quellenspannung
leicht fällt (vielleicht aufgrund von Störsignalen) – die Last reagiert durch Erhöhung des Stroms,
um die Leistung aufrechtzuerhalten. Dies bewirkt eine weitere Reduzierung der
Klemmenspannung an der Quelle (wegen ihrer Innenimpedanz), so dass der Anstieg der
Leistung geringer ist, als erwartet. Die Last reagiert darauf, indem sie den Widerstand noch mehr
verringert, um so den Strom zu erhöhen und die erforderliche Leistung zu halten. Es wird ein
Kreuzungspunkt erreicht, wenn der Spannungsrückgang die Stromzunahme überwiegt und die
Last nicht die erforderliche Leistung ziehen kann. Dies führt zu einem Latch-Up, in dem die Last
mit minimalem Widerstand (fast ein Kurzschluss), einer Klemmenspannung von fast Null und
maximaler Stromabgabe der Quelle betrieben wird. Die Statuszeile des Displays zeigt die Low
Voltage Warnung.
Wenn die Quellenimpedanz rein ohmisch ist, tritt dieser Zustand ein, wenn die
Klemmenspannung der Quelle auf die Hälfte der Leerlaufspannung fällt (dies entspricht der
maximalen Leistungsanpassung der klassischen elektrischen Theorie). Meistens tritt er aber ein,
wenn die Quelle eine Strombegrenzung erreicht oder in den Konstantstrombetrieb übergeht.
Der einzige Ausweg in dieser Situation besteht in der Deaktivierung des Lasteingangs oder des
Quellenausgangs.
Die überwiegende Mehrheit der elektronischen Quellen in einem Strom startet in einem strom-
und leistungsbegrenzten Zustand. Um also einen sofortigen Latch-Up-Zustand zu vermeiden,
muss die Langsamstartfunktion der Last verwendet werden, um den Leistungsbedarf zu
beschränken, während die Quelle ihre Ausgangsspannung aufbaut.
Der Konstantleistungsmodus besitzt die Charakteristiken eines negativen Widerstands und es
besteht stets die Möglichkeit, dass in Kombination mit der Ausgangsimpedanz der Quelle ein
negativer Widerstandsoszillator entsteht. In der Realität funktioniert der Konstantleistungsmodus
normalerweise gut in Verbindung mit Quellen, die zur Versorgung einer solchen Last ausgelegt
sind.
Falls die Quelle im transienten Betrieb eine konstante Spannung hat (mit einer niedrigen
Quellenimpedanz), folgt die Stromstärke den Änderungen des Leistungsbedarfs und das
Verhalten ist dem Modus Konstantstrom sehr ähnlich. Falls die Quellenspannung bei einem
erhöhten Leistungsbedarf absinkt (siehe oben), muss die Stromstärke überproportional ansteigen
und die Slew-Rate steigt an. Dies begrenzt die maximal verwendbare Leistungs-Slew-Rate.
Die Betriebsarten Konstantleitwert und Konstantwiderstand
In diesen beiden Modi wird der analoge Multiplizierer/Teiler zur Ableitung der erforderlichen
Stromstärke aus der abgetasteten Spannung verwendet. Im Modus Konstantleitwert wird die
erforderliche Stromstärke durch die Multiplikation der abgetasteten Spannung mit der verlangten
Leitfähigkeit berechnet. Im Modus Konstantwiderstand wird die erforderliche Stromstärke
berechnet, indem die Differenz zwischen der abgetasteten Spannung und der Dropout-Spannung
durch den verlangten Widerstand dividiert wird.
In beiden Fällen steigt die Stromstärke mit dem Anstieg der anliegenden Spannung. Bei gleichen
Einstellungen für Widerstand und Leitfähigkeit ist der Pfad vom Fernfühlereingang durch die
Leistungsstufe derselbe, so dass beide Modi ähnliche Stabilitätscharakteristiken aufweisen.
Beim Übergangsbetrieb verhalten sich die beiden Modi jedoch sehr unterschiedlich. Im Modus
Konstantleitwert folgt die erforderliche Stromstärke linear dem sich ändernden Leitfähigkeitswert
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