Пиковая мощность импульса: Основы радиолокации — Импульсная и средняя мощность

Рис. 2. Подключение диода TVS

Прежде чем двигаться дальше, важно иметь хорошее представление о том, как задается форма пикового импульсного тока. В переходных режимах диоды TVS рассеивают мощность в переходе устройства. Переходы TVS предназначены для работы с высокой переходной энергией для данного размера перехода. Мы определили P _PP как произведение I _PP и V _C для заданного импульса или длительности импульса. Это косвенный способ количественной оценки способности устройства обрабатывать энергию, поскольку энергия — это мощность, умноженная на время. В этом случае время определяется длительностью импульса. Большинство TVS-диодов I 9Номинальные значения 0007 PP и P _PP определяются с использованием отраслевых стандартных двойных экспоненциальных сигналов, чаще всего называемых в IEC 61000-4-5. Стандартная форма волны тока IEC 61000-4-5 представляет собой двойную экспоненциальную форму с временем нарастания 8 мкс и спадом 20 мкс или 8/20 мкс, как показано на рисунке 3.

Электромагнитная совместимость (ЭМС). Часть 4-5. Методы испытаний и измерений. Испытание на устойчивость к импульсным перенапряжениям, IEC 61000-4-5, 2014)

Рассматривая практический пример, рассмотрим графики амплитудной характеристики пикового импульсного тока в зависимости от напряжения фиксации, показанные на рис. 4. В этом примере рассматриваются три варианта выбора TVS-диода (TVS 1, TVS 2 и TVS 3). Защищаемая микросхема имеет аварийное напряжение 14 В, а для приложения требуется испытательный импульсный ток 10 А в соответствии с IEC61000-4-5. Это означает, что для защиты микросхемы TVS должно иметь фиксирующее напряжение ниже 14 В для пиковых импульсных токов 10 А и выше. Каждое устройство TVS имеет одинаковое напряжение пробоя примерно 7 В и рассчитано на максимальный пиковый импульсный ток 20 А в соответствии со стандартом IEC 61000-4-5. Р _PP номинал TVS 1 — 300Вт для импульса 20А (P _PP = 20А * 15В), номинал P _PP TVS 2 400Вт для импульса 20А (P _PP = 20А * 20В), и, наконец, номинальная мощность TVS 3 по P _PP составляет 500 Вт для импульса 20 А (P _PP = 20 А * 25 В). TVS 1 разработан с более низкими характеристиками ограничения и не достигает напряжения отказа ИС 14 В, пока устройство не проводит I _PP 17 А, что значительно превышает требование 10 А. TVS 2 не достигает зажима 14 В до уровня чуть ниже 11 А. Теоретически это устройство защитит микросхему, однако запаса конструкции очень мало. Зажимы TVS 3 на 14В при I _PP примерно 7А. Другими словами, из-за более высокой характеристики ограничения импульс 10 А, скорее всего, повредит микросхему, даже если TVS останется неповрежденным. В этом сценарии TVS 1 (300 Вт) является лучшим решением, несмотря на более низкую номинальную пиковую импульсную мощность по сравнению с TVS 2 (400 Вт) и TVS 3 (500 Вт).

Рисунок 4: Кривые IV фиксации

Вышеприведенный пример иллюстрирует тот факт, что с учетом всех других факторов более низкое напряжение фиксации приведет к более низкому P _PP рейтинг, но более высокий уровень защиты. Таким образом, в действительности номинальная пиковая импульсная мощность является мерой того, какую мощность TVS может поглотить без повреждения, но не предсказывает, насколько хорошо TVS защитит чувствительную цепь. Более важно сосредоточиться на напряжении фиксации для заданного тока как на показателе того, насколько хорошо TVS защитит вашу цепь.

Узнайте больше о передовых диодах Semtech TVS, а также о других применениях из разнообразного ассортимента продуктов для защиты цепей, на веб-сайте Semtech.

Semtech и логотип Semtech являются зарегистрированными товарными знаками или знаками обслуживания Semtech Corporation или ее дочерних компаний.

Темы:

Защита цепи

Сообщения по теме

Последние сообщения

Сообщения автора

Пиковая мощность, поясняется энциклопедией RP Photonics; оптический импульс, киловатт, мегаватт, гигаватт, тераватт, петаватт

Пиковая мощность светового импульса – это максимальная наблюдаемая оптическая мощность.
Из-за короткой длительности импульса, которая возможна для оптических импульсов, пиковая мощность может стать очень высокой даже при умеренной энергии импульса.
Например, энергия импульса 1 мДж в импульсе длительностью 10 фс, которая может быть получена с помощью лазера с синхронизацией мод и регенеративного усилителя среднего размера, уже приводит к пиковой мощности порядка 100 ГВт, что составляет приблизительно совокупная мощность сотни крупных атомных электростанций.
Фокусировка такого импульса в точку с, например, Радиус 4 мкм приводит к огромной пиковой интенсивности порядка 4 × 10 ²¹  Вт/м ² = 4 × 10 ¹⁷  Вт/см ² .
Пиковые мощности в тераваттном диапазоне могут быть получены с помощью устройств все еще умеренного размера (помещающихся в 20-метровую комнату ² ).
Крупные установки, основанные на многокаскадных усилителях чирпированных импульсов, могут генерировать даже импульсы с петаваттной пиковой мощностью.

Для обработки больших чисел, связанных с высокой пиковой мощностью, часто используются следующие префиксы:

• 1 кВт (киловатт) = 10 ³ Вт
• 1 МВт (мегаватт) = 10 ⁶  Вт
• 1 ГВт (гигаватт) = 10 ⁹  Вт
• 1 ТВт (тераватт) = 10 ¹²  Вт
• 1 ПВт (петаватт) = 10 ¹⁵  Вт

Измерение пиковой мощности

Для относительно длинных импульсов пиковая мощность может быть измерена напрямую, т. е. с фотодиодом, который контролирует оптическую мощность в зависимости от времени.
При длительности импульса менее нескольких десятков пикосекунд этот метод уже неприменим.
Затем пиковая мощность часто рассчитывается по длительности импульса (полная ширина на полувысоте, FWHM) τ _p (измерено, например, с помощью оптического автокоррелятора) и энергии импульса E _p .
Преобразование зависит от временной формы импульса.
Например, для солитонных импульсов (с формой ² ) пиковая мощность составляет

. Для импульсов гауссовой формы постоянный коэффициент составляет ≈ 0,94 вместо 0,88.
Если импульсы подвержены сильным нелинейным импульсным искажениям или подобным эффектам, значительная часть их энергии импульса может содержаться во временных крыльях, и соотношение между пиковой мощностью и энергией импульса может существенно измениться.

Некоторые авторы вообще игнорируют такие факторы и в качестве пиковой мощности представляют простое соотношение энергии импульса и длительности импульса.

Неоднозначность

Строго говоря, пиковая мощность, определенная выше (максимальная наблюдаемая оптическая мощность), неоднозначна; это зависит от временного разрешения (или ширины полосы) измерения мощности.
Например, в лазерах с модуляцией добротности часто наблюдаются биения мод, т. е. колебания мощности, связанные с биениями колебаний электрического поля в различных модах резонатора.
Фотодетектор может быть слишком медленным, чтобы разрешить эти колебания мощности, и можно намеренно игнорировать такие быстрые колебания для определения пиковой мощности.

Вопросы и комментарии пользователей

Здесь вы можете задать вопросы и комментарии. Если они будут приняты автором, они появятся над этим абзацем вместе с ответом автора. Автор принимает решение о принятии на основе определенных критериев. По существу, вопрос должен представлять достаточно широкий интерес.

Пожалуйста, не вводите здесь личные данные; в противном случае мы бы удалили его в ближайшее время. (См. также нашу декларацию о конфиденциальности.) Если вы хотите получить личную обратную связь или консультацию от автора, свяжитесь с ним, например. по электронной почте.

Ваш вопрос или комментарий:

Проверка на спам:

  (Пожалуйста, введите сумму тринадцати и трех в виде цифр!)

Отправляя информацию, вы даете свое согласие на возможную публикацию ваших материалов на нашем веб-сайте в соответствии с нашими правилами. (Если вы позже отзовете свое согласие, мы удалим эти материалы.) Поскольку ваши материалы сначала просматриваются автором, они могут быть опубликованы с некоторой задержкой.

См. также: световые импульсы, оптическая мощность, энергия импульса, длительность импульса, оптическая сила
и другие товары из категории световые импульсы

Если вы хотите разместить ссылку на эту статью на каком-либо другом ресурсе (например, на своем сайте, в социальных сетях, на дискуссионном форуме, в Википедии), вы можете получить необходимый код здесь.