Tenga en cuenta que esta no es una pregunta para la crítica del circuito (y se pueden decir muchas cosas sobre este circuito), pero este circuito es solo la base para la discusión de otros puntos.
Aquí está (un PWM basado en NE555 que maneja un dólar):
(El archivo .asc
puede ser encontrado aquí )
Quiero medir la eficiencia de tales convertidores y circuitos similares, junto con la contribución de las piezas individuales a la potencia disipada (para identificar los componentes que podrían optimizarse para disipar menos).
Ahora para medir la eficiencia, simplemente debería hacer \ $ \ eta = \ frac {P_ \ mathrm {out}} {P_ \ mathrm {in}} \ $. Y para DC y cargas simples, es bastante fácil calcular la potencia disipada como \ $ P = V_ \ mathrm {drop} \ cdot {} I \ $. Para una onda sinusoidal y una carga óhmica, tampoco es difícil, parece que haces \ $ P = rms (V_ \ mathrm {drop}) \ cdot {} rms (I) \ $ o cuando tienes una herramienta como LTspice puede hacer que se dibuje \ $ V_ \ mathrm {drop} \ cdot {} I \ $ para obtener pasos de tiempo suficientemente pequeños y luego tomar el promedio de estos.
¿Pero qué hacemos para formas de onda más complejas / inusuales? Tomemos, por ejemplo, el diagrama de LTspices de \ $ V_ \ mathrm {drop} \ cdot {} I \ $ para L1:
Aunquenosorprendeporelhechodequelacaídadevoltajeseinviertesobrelainductancia,ladisipaciónnegativarepresentadadelapotenciameconfunde.Asíqueestomellevaalaprimerapreguntareal:
¿QuésignificaestePodernegativo,intuitivamente,ycómoserelacionaconlapotenciadisipadaenelcalor(esdecir,cómousarlaparacalcularesapotencia)?
Ahoraestecircuitotieneunpocodeondulaciónenlacarga(diodo+resistenciajuntos)peroesonodeberíaafectarelcálculode\$P_\mathrm{out}\$.Peroahoraveamoslagráficadeloquequierocalcular\$P_\mathrm{in}\$from:
Esto no está cerca de una curva sinusoidal, por lo que mi pregunta es:
¿Tomar el promedio de esta gráfica (y similar) (suponiendo que el tamaño de los pasos sea suficientemente pequeño) sigue siendo una buena aproximación de la energía total dispuesta (calor)?
Para completar, aquí está la salida de las declaraciones .measure
:
avwin: AVG(-v(in)*i(b1))=1.74212 FROM 0.002 TO 0.009
avx=0.007 FROM 0.002 TO 0.009
avwout: AVG(v(inductor_diode,diode_resistor)*i(d1)+v(diode_resistor)*i(r2))=1.27344 FROM 0.002 TO 0.009
avdloss: AVG( v(from_mosfet)*i(d4))=-0.0478017 FROM 0.002 TO 0.009
avlloss: AVG(v(from_mosfet,inductor_diode)*i(l1))=0.0946656 FROM 0.002 TO 0.009
avlloss_a: AVG(abs(v(from_mosfet,inductor_diode)*i(l1)))=1.14626 FROM 0.002 TO 0.009
avcloss: AVG(v(inductor_diode)*i(c1))=0.00312184 FROM 0.002 TO 0.009
aveff: (avwout/avwin)*100=73.0969
xloss: avwin - avdloss - avlloss - avcloss - avwout=0.418698
Esto indicaría una eficiencia de ~ 73% que parece razonable, pero teniendo en cuenta las pérdidas individuales, no tengo ni idea, ya que todas tienen gráficos con valores negativos, y según la pregunta anterior, estoy confundido sobre cómo interpretarlos o úsalos para calcular el calor disipado.