ตรวจความสามารถรับพลังงานย้อนก่อนต่อโหลดที่คืนพลังงาน

อุปกรณ์ที่เรียกว่าโหลดอาจไม่ได้รับพลังงานอย่างเดียวตลอดเวลา ตัวเก็บประจุที่ชาร์จแล้วหรือระบบขับที่ชะลอการเคลื่อนที่อาจส่งพลังงานกลับมายังสายจ่าย แหล่งจ่ายที่จ่ายกระแสได้มากจึงไม่ได้แปลว่าจะรับกระแสกลับได้เท่ากัน ต้องตรวจความสามารถด้านรับแยกต่างหากก่อนต่อ บทนี้อธิบายการประเมินด้วยตัวเลขสมมติ ไม่ใช่วิธีต่อแบตเตอรี่หรือมอเตอร์เข้ากับเครื่องที่ยังไม่ทราบพิกัด

เครื่องหมายกำลังขึ้นกับทิศที่กำหนด

กำหนดแรงดันบัสเป็นบวกและกระแสบวกไหลจากแหล่งจ่ายไปอุปกรณ์ จะได้กำลังส่งออก P = V × I เมื่อกระแสติดลบแต่แรงดันยังบวก กำลังส่งออกติดลบ หมายถึงมีพลังงานไหลกลับเข้าฝั่งแหล่งจ่าย ไม่ได้หมายถึงการกลับขั้วแรงดัน การกำหนดลูกศรหัววัดและขั้วแรงดันให้แน่นอนจึงเป็นเงื่อนไขก่อนตีความว่าระบบรับหรือคืนพลังงาน

เครื่องที่จ่ายและรับกระแสได้ในขั้วแรงดันเดิมมักอธิบายเป็นการทำงานสองควอดแรนต์ แต่คำนี้ยังไม่บอกว่ารับกำลังได้เท่าใดหรือนานแค่ไหน ตัวอย่างงานออกแบบอ้างอิงของ Texas Instruments ระบุความสามารถจ่ายและรับแยกกัน พร้อมเงื่อนไขการระบายความร้อน นั่นแสดงเหตุผลที่ต้องอ่านขอบเขตด้านรับโดยตรง ไม่อนุมานจากจำนวนวัตต์ด้านจ่าย ส่วนตัวเลขคำนวณต่อไปนี้ตั้งขึ้นใหม่ทั้งหมด

1. 1
   กำหนดทิศ

   กระแสบวกจากเครื่องไปโหลด

2. 2
   กระแสลบ

   V บวก × I ลบ → กำลังส่งออกลบ

3. 3
   ทางรับ

   ตรวจขอบเขต V, I, W และเวลา

4. 4
   พลังงานค้าง

   ไม่มีทางรับ บัสอาจสูงขึ้น

ขั้วแรงดันยังบวกได้แม้กระแสไหลกลับ

ตัวอย่างสมมติของกำลังและพลังงานย้อน

สมมติที่บัส 12 V วัดกระแสตามทิศที่กำหนดได้ −0.50 A คงที่ 0.20 s กำลังส่งออกจึงเป็น −6 W หรือกล่าวว่าฝั่งแหล่งจ่ายรับกำลัง 6 W และรับพลังงาน 6 × 0.20 = 1.20 J ในช่วงนี้ หากพิกัดรับสมมติของเครื่องเป็น 4 W ต่อเนื่องที่แรงดันดังกล่าว กระแสรับสูงสุดจากข้อจำกัดกำลังเพียงส่วนนี้คือ 4/12 ≈ 0.333 A เหตุการณ์ 0.50 A จึงอยู่นอกพิกัดต่อเนื่องที่กำหนด

แต่การเกินพิกัดต่อเนื่องไม่ได้อนุญาตให้ถือว่ารับได้เพราะนานเพียง 0.20 s ต้องมีพิกัดพัลส์หรือกราฟพื้นที่ทำงานรองรับ การหาร 1.20 J ด้วยช่วงเวลาพักยาวเพื่อให้กำลังเฉลี่ยต่ำกว่า 4 W ไม่ได้พิสูจน์ว่าภาคกำลังรับยอด 6 W ได้ ข้อจำกัดแรงดัน กระแส อุณหภูมิ และพลังงานพัลส์อาจทำงานคนละช่วงเวลา จึงต้องตรวจทั้งหมดที่เกี่ยวข้อง

พิจารณาอีกกรณีสมมติที่ไม่มีทางรับพลังงานและพลังงาน 1.20 J ทั้งหมดไปสะสมในตัวเก็บประจุบัส 0.010 F ที่เริ่ม 12 V จะได้ Vปลาย = รากที่สองของ (12² + 2 × 1.20/0.010) = รากที่สองของ 384 ≈ 19.60 V นี่เป็นการคำนวณสมดุลพลังงานอุดมคติ ไม่ใช่ค่าที่จะเกิดจริงแน่นอน เพราะระบบจริงมีการสูญเสีย การป้องกัน และพลังงานย้อนอาจเปลี่ยนตามแรงดัน

การปิดเอาต์พุตไม่ใช่คำตอบเดียวสำหรับพลังงานย้อน

ฟังก์ชันปิดเอาต์พุตอาจหยุดการจ่ายจากเครื่อง แต่ไม่ได้รับรองว่าพลังงานจากภายนอกจะถูกดูดซับหรือกั้นออกจากภาคกำลัง ถ้าโหลดมีแหล่งพลังงานของตัวเอง ต้องตรวจพฤติกรรมเมื่อเครื่องปิดและเมื่อไฟเลี้ยงเครื่องหายด้วย อย่าสมมติว่าการตั้งกระแสจ่ายเป็นศูนย์เท่ากับกำหนดความสามารถรับกระแสเป็นศูนย์อย่างปลอดภัย พฤติกรรมจริงต้องมาจากคู่มือรุ่นที่ใช้

ทางจัดการอาจเป็นแหล่งจ่ายที่รองรับการรับ พื้นที่ระบายพลังงานที่ออกแบบไว้ หรือวงจรป้องกันที่เหมาะกับรูปแบบโหลด แต่ไม่ควรเลือกอุปกรณ์จากกำลังเฉลี่ยอย่างเดียวหรือใส่ไดโอดอนุกรมโดยไม่ประเมินผลต่อแรงดันและทางพลังงาน ไดโอดที่กันการย้อนเข้าตัวเครื่องอาจทำให้พลังงานยังค้างที่บัสโหลดและแรงดันสูงขึ้นอยู่ จึงต้องคิดว่าในที่สุดพลังงานถูกส่งไปที่ไหน

1. 1
   กำลังรับ

   12 × 0.50 = 6 W

2. 2
   ระยะ 0.20 s

   6 × 0.20 = 1.20 J

3. 3
   สะสมใน 0.010 F

   Vปลาย² = 144 + 240

4. 4
   แรงดันอุดมคติ

   รากที่สองของ 384 ≈ 19.60 V

ตัวเลขสมมติ; แบบบัสไม่มีการสูญเสียแสดงผลเชิงหลักการ

ยืนยันด้วยแรงดันและกระแสที่สอดคล้องกัน

การวัดกำลังย้อนต้องให้แรงดันและกระแสอ้างอิงเวลาเดียวกัน ตรวจศูนย์หัววัดก่อนและหลังโดยเฉพาะเมื่อกระแสใกล้ศูนย์ เพราะศูนย์คลาดเล็กน้อยอาจสร้างช่วงกำลังลบปลอมได้ สำหรับทรานเซียนต์เร็ว ความหน่วงต่างกันระหว่างหัววัดแรงดันกับกระแสก็ทำให้ผลคูณผิดใกล้ขอบ ควรตรวจการชดเชยเวลาตามวิธีเครื่องและไม่ใช้การเลื่อนกราฟด้วยสายตาเพื่อให้ได้กำลังตามคาด

บันทึกแผนภาพทิศทาง พิกัดรับที่ตรวจแล้ว เงื่อนไขระบายความร้อน และสถานะเครื่องตลอดเหตุการณ์ หากยังไม่มีข้อมูลด้านรับ ให้หยุดก่อนต่อโหลดที่อาจคืนพลังงานและหาเอกสารที่ยืนยันได้ การที่เคยต่อแล้วเครื่องไม่ดับไม่ใช่หลักฐานว่าทนได้ตามพิกัด รายงานที่เหมาะควรแยกกำลังย้อนสูงสุด พลังงานรวม และเงื่อนไขการเกิดซ้ำ เพื่อให้ตรวจได้ว่าทางรับพลังงานรองรับทั้งสามด้าน

ในกรณีตัวอย่างที่ V และ I เปลี่ยนตลอดเวลา ต้องแบ่งช่วงคำนวณผลคูณหรืออินทิเกรต V(t)I(t) ตามข้อมูลจริง การใช้ 12 V คูณกระแสเฉลี่ยใช้ได้เฉพาะเมื่อแรงดันคงที่ตามสมมติฐาน การแยกช่วงกำลังลบออกจากผลรวมสุทธิยังช่วยไม่ให้พลังงานจ่ายภายหลังกลบช่วงรับที่เคยเกินขอบเขต