การเปลี่ยนโหลดถามคนละเรื่องกับแรงดันนิ่ง
เมื่อโหลดเพิ่มเร็ว ตัวควบคุมต้องปรับกระแสผ่านภาคจ่าย แต่การตอบสนองไม่เกิดทันที ตัวเก็บประจุเอาต์พุตช่วยส่งกระแสส่วนที่ยังขาด ทำให้แรงดันลดลงช่วงหนึ่งก่อนฟื้น การอ่านแรงดันเฉลี่ยด้วยมิเตอร์อาจเห็นค่าใกล้เดิมทั้งที่มีช่วงยุบซึ่งกระทบวงจรถัดไป จึงต้องดูรูปตามเวลาเมื่อคำถามเกี่ยวกับการรีเซตหรือความต่อเนื่องของไฟเลี้ยง
การทดสอบต้องกำหนดกระแสก่อนและหลัง ความเร็วเปลี่ยน ระยะเวลาค้าง และความถี่ทำซ้ำ เพราะโหลดเพิ่ม 0.2 A ในหนึ่งไมโครวินาทีกับในหนึ่งมิลลิวินาทีไม่ใช่ภาระเดียวกัน อย่ารายงานเพียงว่าทดสอบที่ 0.3 A แล้วเอารูปไปเทียบกับผลคนละเงื่อนไข ต้องระบุด้วยว่าวัดแรงดันที่ขาตัวควบคุมหรือปลายสายโหลด
- โหลดเพิ่ม
ภาคจ่ายยังปรับกระแสไม่ทัน
- ESR
เกิดส่วนตกตาม ΔI×ESR
- ความจุ
เสียประจุตามพื้นที่กระแสที่ขาด
- วงควบคุม
ปรับกระแสและฟื้นแรงดัน
แยกกระแสที่ขาดจากกระแสโหลดทั้งหมด
สามกลไกที่ปรากฏบนรูปเดียวกัน
ส่วนตกเร็วอาจมีองค์ประกอบจาก ESR ซึ่งให้แรงดันตามการเปลี่ยนกระแสผ่านตัวเก็บประจุ ส่วนที่ค่อย ๆ ยุบต่อสัมพันธ์กับประจุที่ถูกดึงออก ขณะที่การฟื้นและการสั่นเกี่ยวข้องกับวงควบคุมและอุปกรณ์ต่อ นอกจากนี้ยอดสั้นมากอาจได้รับผลจากความเหนี่ยวนำทางเดินหรือสายกราวด์โพรบ จึงไม่ควรเอาแรงดันต่ำสุดทั้งรูปไปคำนวณ ESR ตรง ๆ
สมการทั่วไปของตัวเก็บประจุคือ ΔV=(1/C)∫ΔI(t)dt โดย ΔI เป็นส่วนต่างระหว่างกระแสโหลดกับกระแสที่ตัวควบคุมส่งทันในช่วงนั้น ถ้าส่วนต่างคงที่จึงย่อเป็น ΔI×Δt/C ได้ การใช้กระแสโหลดหลังเปลี่ยนทั้งหมดแทนส่วนต่างจะประเมินการยุบสูงเกินจริงเมื่อภาคจ่ายยังส่งกระแสบางส่วนอยู่
ตัวอย่างโหลดก้าวที่กำหนดช่วงขาดกระแส
กำหนดวงจรสมมติเอาต์พุต 3.30 V โหลดเปลี่ยนจาก 0.05 เป็น 0.25 A ส่วนต่างคือ 0.20 A และสมมติภาคจ่ายยังไม่เพิ่มกระแสเป็นเวลา 20 µs ตัวเก็บประจุใช้งานจริง 100 µF มี ESR 0.05 Ω ส่วนตกจาก ESR จึงประมาณ 0.20×0.05 = 0.010 V ส่วนยุบจากประจุคือ 0.20×20 µs/100 µF = 0.040 V
ภายใต้โมเดลนี้รวมสองส่วนเป็น 0.050 V ทำให้ระดับต่ำประมาณ 3.25 V ก่อนวงจรเริ่มฟื้น ตัวเลขไม่ได้เป็นผลวัดไอซีจริง และการรวมเช่นนี้สมมติว่าขั้นกระแสเร็วพอและองค์ประกอบสองส่วนอยู่ตามช่วงที่กำหนด หากภาคจ่ายเพิ่มกระแสเป็นลาดระหว่าง 20 µs พื้นที่ส่วนขาดจะเล็กลง ต้องใช้รูปกระแสจริงหรือสมมติฐานใหม่ ไม่ยึดเลข 50 mV เป็นสิ่งที่วงจรต้องทำตาม
- 100 µF / 0.05 Ω
ส่วนประจุ 40 mV + ESR 10 mV = 50 mV
- 200 µF / 0.05 Ω
20 + 10 = 30 mV
- 100 µF / 0.01 Ω
40 + 2 = 42 mV
- เงื่อนไข
สมมติเวลาตอบสนองไม่เปลี่ยน; ต้องตรวจเสถียรภาพจริง
แบบจำลองสมมติ ΔI 0.20 A นาน 20 µs
เปรียบเทียบการเพิ่มความจุกับลด ESR
ถ้าเพิ่ม C เป็น 200 µF โดย ESR สมมติคงเดิม ส่วนยุบประจุเหลือ 0.020 V แต่ส่วน ESR ยัง 0.010 V รวมเป็น 0.030 V หากคง C=100 µF แต่ลด ESR เป็น 0.01 Ω ส่วน ESR เหลือ 0.002 V และส่วนประจุยัง 0.040 V รวม 0.042 V ผลสองวิธีต่างกันเพราะไปลดกลไกคนละส่วน จึงต้องรู้ว่าส่วนใดครองการยุบก่อนเปลี่ยนชิ้นส่วน
การเพิ่มความจุหรือลด ESR ต้องอยู่ในช่วงที่ตัวควบคุมมีเสถียรภาพ และไม่ทำให้การเริ่มจ่ายไฟผิดเงื่อนไข จึงไม่ใช่คำแนะนำให้เลือกค่าใหญ่หรือต่ำสุดเสมอ โมเดลนี้ไม่ได้รวมการที่การเปลี่ยน C ทำให้วงควบคุมตอบสนองต่างและเวลาขาดกระแสเปลี่ยนด้วย ในเครื่องจริงต้องวัดใหม่หลังแก้ ไม่คงสมมติฐาน 20 µs อัตโนมัติ
การวัดที่แยกปัญหาต้นทางออกจากเอาต์พุต
เก็บ Vin และ Vout พร้อมเหตุการณ์กระแสที่เวลาเดียวกัน หาก Vin ยุบจนแรงดันเผื่อไม่พอ อาการเอาต์พุตอาจไม่ได้มาจากความจุอย่างเดียว ตรวจสายแหล่งจ่ายและขีดจำกัดกระแสของแหล่งต้นทางด้วย ใช้จุดอ้างอิงแรงดันที่ชัดและวิธีต่อโพรบเหมาะกับพัลส์ เพื่อไม่ให้แรงดันตกกราวด์ร่วมถูกบวกเข้าเป็นริปเปิลเอาต์พุต
อุปกรณ์โหลดอิเล็กทรอนิกส์เองมีเวลาตอบสนองและอาจมีสายยาว จึงต้องยืนยันกระแสก้าวที่ขาโหลดจริง ไม่ใช้ค่าที่ตั้งบนหน้าปัดเป็นรูปขั้นอุดมคติโดยไม่ตรวจ การวัดตอนลดโหลดก็สำคัญ เพราะกระแสที่ภาคจ่ายส่งค้างอาจชาร์จตัวเก็บประจุจนเกิดยอดสูง วิธีคายพลังงานของตัวควบคุมแต่ละชนิดต่างกัน ไม่อนุมานจากผลเพิ่มโหลดเพียงทิศเดียว
รายงานค่าต่ำสุดและเวลาฟื้นด้วยเกณฑ์เดียวกัน
นอกจากแรงดันยุบสูงสุด ให้กำหนดช่วงยอมรับที่ใช้วัดเวลาฟื้น เช่น ช่วงรอบค่าเป้าหมายที่โจทย์ออกแบบกำหนด แล้วระบุว่ารูปกลับเข้าช่วงและอยู่ต่อเนื่องเมื่อใด การตัดสินจากจุดที่ตัดเกณฑ์ครั้งแรกอาจผิดเมื่อมีการสั่นกลับออกอีก อย่าใช้การเฉลี่ยหลายเหตุการณ์จนยอดหายแล้วรายงานว่าทุกเหตุการณ์ผ่าน
ผลแบบฝึก 50, 30 และ 42 mV ช่วยชี้ความต่างของการปรับ C กับ ESR ภายใต้สมมติฐานเดียวกัน แต่ยังไม่รวมขอบเขตเครื่องมือและการควบคุมจริง บันทึกความจุใช้งานจริง กระแสก้าว และระยะขาดกระแสไว้คู่กับภาพ เพื่อให้ผู้อ่านตรวจพื้นที่ประจุได้ ข้อสรุปที่ดีอธิบายกลไกที่มีหลักฐานรองรับแทนการเรียกแรงดันยุบทุกแบบว่าไอซีจ่ายไม่ไหว
