Перейти к содержанию

Удалённая обратная связь (remote sense)

Источник выдаёт точные 3,3 В на своих клеммах, а до нагрузки по проводам доходит заметно меньше. Удалённая обратная связь решает это просто: напряжение для стабилизации измеряют отдельной парой проводов прямо у нагрузки. Разбираем, как это работает и где применяется.

Обновлено Редакция GAW

Содержание

Удалённая обратная связь (remote sense) — способ стабилизации, при котором источник питания измеряет выходное напряжение не на своих клеммах, а прямо у нагрузки — по отдельной паре тонких проводов. Регулятор поддерживает нужное напряжение в точке измерения, поэтому падение напряжения на силовых проводах компенсируется автоматически.

Зачем

Силовые провода имеют сопротивление, и под нагрузкой на них теряется I · R в каждую сторону. Это особенно заметно на низковольтных шинах с большим током: при 10 А и 10 мОм на провод теряется 0,2 В — 6 % от 3,3 В. Обычная обратная связь через делитель держит точное напряжение на клеммах источника, а у нагрузки оно меньше и зависит от тока — по сути, ухудшается стабильность по нагрузке.

Как устроено

К нагрузке идут четыре провода: два силовых (плюс и минус) и два измерительных (sense+ и sense−). По измерительным ток почти не течёт, поэтому падение на них ничтожно, и регулятор видит истинное напряжение у нагрузки. Это та же идея, что и в четырёхпроводном измерении: ток подают по одной паре, напряжение снимают другой.

Microchip в записке AN1114 описывает это как общий приём импульсных источников: выходное напряжение измеряют либо на выходном конденсаторе, либо на стороне нагрузки (remote sensing), а затем сравнивают с опорным.

Пример: блок питания ATX

Руководство Intel по блокам питания ATX (документ 336521) рекомендует удалённую обратную связь для шины +3,3 В: провод обратной связи подключают к контакту 13 основного разъёма, а ток по нему не должен превышать 10 мА. Подробнее о шинах и разъёмах — в статье о блоках питания ATX.

Ограничения

Регулятор может компенсировать падение лишь в пределах своего запаса по выходному напряжению. Большое сопротивление проводов означает и большие потери мощности, и помехи на длинных линиях, поэтому сечение силовых проводов всё равно выбирают по току — см. калькулятор проводов.

Частые вопросы

Сколько напряжения теряется на проводах без remote sense?

Падение равно току, умноженному на сопротивление обоих проводов — прямого и обратного. При 10 А и сопротивлении 10 мОм в каждую сторону теряется 10 · 0,02 = 0,2 В, а это 6 % от 3,3 В. Удалённая обратная связь заставляет источник поднять напряжение на своих клеммах ровно на столько, чтобы у нагрузки было 3,3 В.

Почему по проводу обратной связи должен течь малый ток?

Сам провод обратной связи тоже имеет сопротивление, и ток через него создаёт ошибку измерения. Intel требует, чтобы блок питания ATX потреблял по линии обратной связи 3,3 В не больше 10 мА: тогда смещение пренебрежимо мало. Это тот же принцип, что и в четырёхпроводном измерении сопротивления.

Что будет, если провод обратной связи оборвётся?

Зависит от схемы источника. Если обратная связь пропала, а защиты нет, регулятор может поднять выход, пытаясь получить нужное напряжение. Поэтому перед использованием выводов sense читают, что делает конкретный источник при их обрыве, полагаются на его защиту от перенапряжения и прокладывают провода обратной связи надёжно, рядом с силовыми.

Источники

  1. Intel. ATX Version 3 Multi Rail Desktop Platform Power Supply Design Guide, Document Number 336521-2.1a, Revision 2.1a, November 2023 — разд. 4.2.3 Remote Sensing — RECOMMENDED: удалённая обратная связь рекомендуется; выход +3,3 В должен иметь возможность удалённого измерения для компенсации чрезмерного падения в кабеле; по умолчанию провод обратной связи подключают к контакту 13 основного разъёма питания (рис. 5-2); источник должен потреблять по линии обратной связи не больше 10 мА, чтобы смещение постоянного напряжения было минимальным; история изменений 1.3: разд. 4.2.3 переведён в рекомендуемые
  2. Microchip. Switch Mode Power Supply (SMPS) Topologies (Part I), AN1114, DS01114A (2007) — управление в импульсном источнике: выходное напряжение измеряют на выходном конденсаторе или на стороне нагрузки — это называется удалённым измерением (remote sensing); затем сравнивают с опорным и обрабатывают ошибку в звене коррекции

Нашли ошибку?

Смотрите также