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 dzielnika mocy sygnał wejściowy wIN‌jest dzielony na dwa sygnały współczęstotliwościowe i współfazowe w punktach ‌AIB‌.
• Rezystor izolacyjnyR‌ nie występuje różnica napięć, co skutkuje zerowym przepływem prądu i brakiem strat mocy. Pojemność mocy jest określana wyłącznie przez zdolność przesyłową linii mikropaskowej.
• ‌Tryb łączenia‌:
• W przypadku użycia jako łącznika dwa niezależne sygnały (zWYJŚCIE 1IWYJŚCIE 2‌) o różnych częstotliwościach lub fazach.
• Powstaje różnica napięć międzyAIBpowodując przepływ prądu przezR‌. Moc rozproszona w ‌Rrówna się½(WYJŚCIE 1 + WYJŚCIE 2)Na przykład, jeśli każde wejście ma moc 10 W,Rmusi wytrzymać ≥10W.
• Jednakże rezystor izolacyjny w standardowych dzielnikach mocy jest zwykle elementem małej mocy, charakteryzującym się niewystarczającym odprowadzaniem ciepła, co czyni go podatnym na awarię termiczną przy dużym poborze mocy.

‌2. Ograniczenia konstrukcyjne‌

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

‌3. Ograniczenia w scenariuszach idealnej współczęstotliwości/współfazy‌

• ‌Przypadek teoretyczny‌:
• Jeżeli dwa sygnały wejściowe są idealnie zgodne pod względem częstotliwości i fazy (np. wzmacniacze zsynchronizowane są 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 przyINjeśli linie mikropaskowe mogą obsłużyć całkowitą moc.
• ‌Praktyczne wyzwania‌:
• W rzeczywistych systemach utrzymanie idealnego wyrównania faz jest praktycznie niemożliwe.
• Dzielniki mocy nie są wystarczająco wytrzymałe, aby łączyć dużą moc, ponieważ nawet niewielkie niedopasowania mogą powodowaćR‌aby absorbować nieoczekiwane skoki napięcia, prowadzące do awarii.

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

• ‌Sprzęgła hybrydowe 3dB‌:
• Wykorzystuj struktury wnękowe z zewnętrznymi zaciskami obciążenia dużej mocy, co umożliwia wydajne rozpraszanie ciepła i obsługę dużej mocy (np. 100 W+).
• Zapewniają wbudowaną izolację między portami i tolerancję na niedopasowanie fazowe/częstotliwościowe. Niedopasowane zasilanie jest bezpiecznie kierowane do obciążenia zewnętrznego, zapobiegając uszkodzeniu komponentów wewnętrznych.
• ‌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 sygnałów o dużej mocy ze względu na ograniczoną zdolność przenoszenia mocy przez rezystor izolacyjny, nieodpowiednią konstrukcję termiczną i wrażliwość na niedopasowanie fazowo-częstotliwościowe. Nawet w przypadku idealnej współfazy, ograniczenia konstrukcyjne i niezawodnościowe sprawiają, że są one niepraktyczne. Do łączenia sygnałów o dużej mocy, dedykowane urządzenia, takie jak ‌Sprzęgacze hybrydowe 3dB‌ są preferowane, ponieważ oferują lepszą wydajność cieplną, tolerancję na niedopasowania i kompatybilność z konstrukcjami o dużej mocy opartymi na wnękach.

Concept oferuje pełną gamę pasywnych komponentów mikrofalowych do zastosowań wojskowych, lotniczych, elektronicznych środków przeciwdziałania, komunikacji satelitarnej i 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