Dlaczego dzielniki mocy nie mogą być używane jako łączniki dużej mocy

Ograniczenia dzielników mocy w zastosowaniach wymagających łączenia dużej mocy można przypisać następującym kluczowym czynnikom:

‌1. Ograniczenia mocy rezystora izolacyjnego (R)‌

• ‌Tryb dzielnika mocy‌:
• W przypadku stosowania jako dzielnik mocy sygnał wejściowy wIN‌jest dzielony na dwa współczęstotliwościowe, współfazowe sygnały w punktach ‌AIB‌.
• Rezystor izolacyjnyR‌ nie doświadcza różnicy napięć, co skutkuje zerowym przepływem prądu i brakiem rozpraszania mocy. Pojemność mocy jest określana wyłącznie przez zdolność linii mikropaskowej do obsługi mocy.
• ‌Tryb łączenia‌:
• W przypadku stosowania jako łącznika dwa niezależne sygnały (zWYJŚCIE 1IWYJŚCIE 2‌) o różnych częstotliwościach lub fazach.
• Powstaje różnica napięć międzyAIB‌, powodując przepływ prądu przez ‌R‌. Moc rozproszona w ‌Rrówna się½(WYJŚCIE 1 + WYJŚCIE 2)Na przykład, jeśli każde wejście ma 10 W,Rmusi wytrzymać ≥10W.
• Jednakże rezystor izolacyjny w standardowych dzielnikach mocy jest zazwyczaj podzespołem o małej mocy i niewystarczającym odprowadzaniu ciepła, co czyni go podatnym na awarię termiczną przy dużym poborze mocy.

‌2. Ograniczenia konstrukcyjne‌

• ‌Ograniczenia linii mikropaskowych‌:
• Dzielniki mocy są często realizowane z wykorzystaniem linii mikropaskowych, które mają ograniczoną wydajność mocy i niewystarczające zarządzanie temperaturą (np. małe rozmiary, mała powierzchnia rozpraszania ciepła).
• RezystorR‌ nie jest przeznaczony do rozpraszania dużej mocy, co dodatkowo ogranicza niezawodność zastosowań kombinatorycznych.
• ‌Czułość fazowa/częstotliwościowa‌:
• Jakiekolwiek niedopasowanie fazy lub częstotliwości między dwoma sygnałami wejściowymi (częste w rzeczywistych sytuacjach) zwiększa rozpraszanie mocy wR‌, nasilając stres termiczny.

‌3. Ograniczenia w scenariuszach idealnej współczęstotliwości/współfazy‌

• ‌Przypadek teoretyczny‌:
• Jeżeli dwa sygnały wejściowe są idealnie współbieżne i współfazowe (np. wzmacniacze zsynchronizowane sterowane tym samym sygnałem),Rnie rozprasza żadnej mocy, a całkowita moc jest łączona wIN‌.
• Na przykład dwa wejścia o mocy 50 W teoretycznie mogłyby się połączyć i dać 100 W przyIN‌ czy linie mikropaskowe mogą obsłużyć całą moc.
• ‌Wyzwania praktyczne‌:
• W rzeczywistych systemach utrzymanie idealnego wyrównania faz jest praktycznie niemożliwe.
• Rozdzielacze mocy nie są wystarczająco wytrzymałe, aby łączyć duże moce, ponieważ nawet niewielkie niedopasowania mogą powodowaćR‌aby absorbować nieoczekiwane skoki napięcia, prowadzące do awarii.

‌4. Wyższość alternatywnych rozwiązań (np. sprzęgaczy hybrydowych 3dB)‌

• ‌Sprzęgła hybrydowe 3dB‌:
• Wykorzystuj struktury wnękowe z zewnętrznymi zaciskami obciążeniowymi o dużej mocy, co umożliwia wydajne odprowadzanie ciepła i obsługę dużej mocy (np. 100 W+).
• Zapewniają wrodzoną izolację między portami i tolerują niedopasowania fazowe/częstotliwościowe. Niedopasowana moc jest bezpiecznie przekierowywana do obciążenia zewnętrznego, zamiast uszkadzać wewnętrzne komponenty.
• ‌Elastyczność projektowania‌:
• Konstrukcje oparte na wnękach umożliwiają skalowalne zarządzanie temperaturą i zapewniają solidną wydajność w zastosowaniach o dużym poborze mocy, w przeciwieństwie do dzielników mocy opartych na mikropaskach.

‌Wniosek‌

Dzielniki mocy nie nadają się do łączenia dużej mocy ze względu na ograniczoną zdolność rezystora izolacyjnego do obsługi mocy, nieodpowiednią konstrukcję termiczną i wrażliwość na niedopasowanie fazowe/częstotliwościowe. Nawet w idealnych scenariuszach współfazowych ograniczenia konstrukcyjne i niezawodnościowe sprawiają, że są one niepraktyczne. Do łączenia sygnałów dużej mocy dedykowane urządzenia, takie jak ‌Sprzęgła hybrydowe 3dB‌ są preferowane, ponieważ oferują lepszą wydajność cieplną, tolerancję na niedopasowania i kompatybilność z projektami o dużej mocy opartymi na wnękach.

Concept oferuje pełną gamę pasywnych komponentów mikrofalowych dla zastosowań wojskowych, lotniczych, środków przeciwdziałania elektronicznego, komunikacji satelitarnej, komunikacji trunkingowej: dzielniki mocy, sprzęgacze kierunkowe, filtry, dupleksery, a także komponenty LOW PIM do 50 GHz, w dobrej jakości i konkurencyjnych cenach.

Witamy na naszej stronie:www.concept-mw.comlub skontaktuj się z nami pod adresemsales@concept-mw.com