Įvadas ir pamoka apie programuojamą maitinimo šaltinį!: 7 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Jei kada nors susimąstėte apie programuojamus maitinimo šaltinius, turite perskaityti šią instrukciją, kad gautumėte visas žinias ir praktinį programuojamo maitinimo šaltinio pavyzdį.

Taip pat visus, kurie domisi elektronika, prašome perskaityti šią pamoką ir ištirti naujų įdomių dalykų….

Sekite naujienas !!

1 žingsnis: kas yra programuojamas maitinimo šaltinis ir kuo jis skiriasi?

Jau kurį laiką įkėliau bet kokius naujus nurodymus. Taigi sumaniau greitai įkelti naują instrukciją į labai reikalingą įrankį (visiems mėgėjams/elektronikos entuziastams/profesionalams), kuris yra programuojamas maitinimo šaltinis.

Taigi, čia kyla pirmas klausimas, kas yra programuojamas tiekimas?

Programuojamas maitinimo šaltinis yra linijinio maitinimo šaltinis, leidžiantis visiškai valdyti įrenginio išėjimo įtampą ir srovę per skaitmeninę sąsają/analoginį/RS232.

Taigi, kuo jis skiriasi nuo tradicinio LM317/LM350/bet kurio kito IC pagrįsto linijinio maitinimo šaltinio? Pažvelkime į pagrindinius skirtumus.

1) Pagrindinis didelis skirtumas yra valdymas:

Paprastai mūsų tradicinis LM317/LM350/bet kuris kitas IC maitinimo šaltinis veikia CV (pastovios įtampos) režimu, kai mes nekontroliuojame srovės. Apkrova traukia srovę pagal poreikį ten, kur negalime jos valdyti. Tačiau programuojamą tiekimą, mes galime valdyti tiek įtampos, tiek srovės laukus atskirai.

2) Valdymo sąsaja:

Naudodami LM317/LM350 maitinimo šaltinį, mes pasukame puodą ir išėjimo įtampa atitinkamai kinta.

Palyginimui, programuojamame maitinimo šaltinyje mes galime nustatyti parametrus naudodami skaitmeninę klaviatūrą arba pakeisti jį naudodami sukamąjį kodavimo įrenginį arba netgi galime valdyti parametrus per kompiuterį nuotoliniu būdu.

3) Išėjimo apsauga:

Jei sutrumpinsime tradicinio maitinimo šaltinio išvestį, jis sumažins įtampą ir tieks visą srovę. Taigi per trumpą laiką valdymo lustas (LM317/LM350/bet kuris kitas) sugadinamas dėl perkaitimo.

Tačiau palyginimui, esant programuojamam tiekimui, mes galime visiškai išjungti išėjimą (jei norime), kai įvyksta trumpasis jungimas.

4) Vartotojo sąsaja:

Paprastai naudojant tradicinį maitinimą, mes turime prijungti multimetrą, kad kaskart patikrintume išėjimo įtampą. Be to, norint patikrinti išėjimo srovę, reikalingas srovės jutiklis/tikslus gnybtų matuoklis.

(PASTABA: patikrinkite čia nurodytą 3A kintamo maitinimo šaltinio maitinimo šaltinį, kurį sudaro įmontuotas įtampos ir srovės rodmenys spalvotame ekrane)

Be to, programuojamame maitinimo šaltinyje jis turi įmontuotą ekraną, kuriame rodoma visa reikalinga informacija, tokia kaip srovės įtampa/srovės stiprintuvas/nustatyta įtampa/nustatytas stiprintuvas/veikimo režimas ir daug daugiau parametrų.

5) Išėjimų skaičius:

Tarkime, kad norite paleisti OP-AMP pagrįstą grandinę/garso grandinę, kur jums reikės visų Vcc, 0v ir GND. Mūsų linijinis tiekimas suteiks tik Vcc & GND (vieno kanalo išvestį), todėl negalėsite paleisti tokio tipo grandinės naudojant linijinį maitinimą (jums reikės dviejų iš jų nuosekliai prijungtų).

Palyginimui, tipinis programuojamas maitinimo šaltinis turi mažiausiai du išėjimus (kai kurie turi tris), kurie yra atskirti elektroniniu būdu (netinka kiekvienam programuojamam šaltiniui), ir jūs galite lengvai juos sujungti serijomis, kad gautumėte reikiamą Vcc, 0, GND.

Taip pat yra daug skirtumų, tačiau tai yra pagrindiniai pagrindiniai mano aprašyti skirtumai. Tikimės, kad gausite idėją, kas yra programuojamas maitinimo šaltinis.

Be to, palyginti su SMPS, programuojamas maitinimo šaltinis turi labai mažai triukšmo (nepageidaujamų kintamosios srovės komponentų/elektros šuolių/EMF ir tt) išvestyje (nes ji yra linijinė).

Dabar pereikime prie kito žingsnio!

NB: Mano vaizdo įrašą apie mano programuojamą „Rigol DP832“maitinimo šaltinį galite peržiūrėti čia.

2 žingsnis: Kas yra bet kurio maitinimo šaltinio CV ir CC režimas?

Daugeliui iš mūsų labai painu, kai kalbama apie CV ir CC. Mes žinome visą formą, tačiau daugeliu atvejų neturime tinkamos idėjos, kaip jie veikia. Pažvelkime į abu režimus ir palyginkite, kuo jie skiriasi nuo savo darbo perspektyvos.

CV (pastovios įtampos) režimas:

CV režimu (nesvarbu, ar yra maitinimo šaltinis/akumuliatoriaus įkroviklis ar beveik viskas, kas jį turi), įranga paprastai palaiko pastovią išėjimo įtampą esant išėjimui, nepriklausomai nuo srovės.

Dabar imkime pavyzdį.

Tarkime, turiu 50 W baltą šviesos diodą, kuris veikia 32 V ir sunaudoja 1,75 A. Dabar, jei prijungsime LED prie maitinimo šaltinio nuolatinės įtampos režimu ir nustatysime maitinimą į 32 V, maitinimo šaltinis reguliuos išėjimo įtampą ir palaikys vis tiek esant 32 V įtampai. Jis nestebės šviesos diodo sunaudotos srovės.

Bet

Tokio tipo šviesos diodai, kai jie įkaista, sunaudoja daugiau srovės (ty jie sunaudos daugiau srovės nei nurodyta duomenų lape, ty 1,75 A ir gali siekti net 3,5 A. jis nežiūrės į srovę ir tik reguliuos išėjimo įtampą, todėl ilgainiui šviesos diodas bus sugadintas dėl per didelio srovės suvartojimo.

Čia įsijungia CC režimas !!

CC (nuolatinės srovės/srovės valdymo) režimas:

CC režimu mes galime nustatyti bet kokios apkrovos traukiamą MAX srovę ir ją reguliuoti.

Tarkime, mes nustatome 32 V įtampą ir nustatome maksimalią srovę iki 1,75 A ir prijungiame tą patį šviesos diodą prie maitinimo šaltinio. Dabar kas atsitiks? Galų gale šviesos diodas įkais ir bandys pritraukti daugiau srovės iš maitinimo šaltinio. Dabar šį kartą, mūsų maitinimo šaltinis išlaikys tą patį stiprintuvą, ty 1,75 prie išėjimo, sumažindamas įtampą (paprastas Omo dėsnis), taigi ilgainiui mūsų LED bus išsaugotas.

Tas pats pasakytina apie akumuliatoriaus įkrovimą, kai įkraunate bet kurią SLA/Li-ion/LI-po bateriją. Pirmoje įkrovimo dalyje turime reguliuoti srovę naudodami CC režimą.

Paimkime kitą pavyzdį, kai norime įkrauti 4,2 V/1000 mAh bateriją, kurios nominali temperatūra yra 1 C (ty galime įkrauti akumuliatorių, kai maksimali srovė yra 1A). Tačiau saugumo sumetimais mes reguliuosime srovę ne daugiau kaip 0,5 C, ty 500 mA.

Dabar mes nustatysime maitinimo šaltinį į 4,2 V ir nustatysime maksimalią srovę iki 500 mA ir prijungsime prie jo akumuliatorių. Dabar akumuliatorius bandys paimti daugiau srovės iš maitinimo šaltinio pirmajam įkrovimui, tačiau mūsų maitinimo šaltinis reguliuos srovę iki šiek tiek sumažinant įtampą. Kadangi akumuliatoriaus įtampa ilgainiui padidės, potencialų skirtumas tarp maitinimo šaltinio ir akumuliatoriaus bus mažesnis, o akumuliatoriaus srovė bus sumažinta. Dabar, kai tik įkraunama srovė (akumuliatoriaus srovė) nukritus žemiau 500 mA, maitinimo šaltinis persijungs į CV režimą ir išlaikys pastovią 4,2 V įtampą, kad įkrautų akumuliatorių likusiam laikui!

Įdomu, ar ne?

3 žingsnis: ten tiek daug !!

Daugelis programuojamų maitinimo šaltinių yra prieinami iš įvairių tiekėjų. Taigi, jei jūs vis dar skaitote ir nusprendėte jį įsigyti, pirmiausia turite nuspręsti dėl kai kurių parametrų!

Kiekvienas maitinimo šaltinis skiriasi tikslumu, išvesties kanalų skaičiumi, bendra galia, maksimalia įtampos srove/išvestimi ir kt.

Dabar, jei norite turėti vieną, pirmiausia nuspręskite, kokia yra maksimali išėjimo įtampa ir srovė, su kuria paprastai dirbate kasdien! Tada pasirinkite išvesties kanalų skaičių, kurio jums reikia norint dirbti su skirtingomis grandinėmis vienu metu. Tada ateina visa galia, ty kiek jums reikia maksimalios galios (P = VxI formulė). Tada eikite į sąsają, pavyzdžiui, jums reikia skaitmeninės klaviatūros/sukamojo kodavimo stiliaus arba jums reikia analoginio tipo sąsajos ir pan.

Dabar, jei nusprendėte, pagaliau ateina pagrindinis svarbus veiksnys, ty kainodara. Pasirinkite vieną pagal savo biudžetą (ir, žinoma, patikrinkite, ar jame yra aukščiau paminėti techniniai parametrai).

Ir paskutinis, bet ne mažiau svarbus dalykas, žinoma, pažvelkite į tiekėją. Aš rekomenduočiau pirkti iš žinomo tiekėjo ir nepamirškite patikrinti atsiliepimų (kuriuos pateikė kiti klientai).

Dabar paimkime pavyzdį:

Aš paprastai dirbu su skaitmeninėmis loginėmis grandinėmis/su mikrovaldikliais susijusiomis grandinėmis, kurioms paprastai reikia 5v/max 2A (jei naudoju kai kuriuos variklius ir panašius dalykus).

Taip pat kartais aš dirbu su garso grandinėmis, kurioms reikia net 30v/3A ir dvigubo tiekimo. Taigi pasirinksiu tiekimą, kuris gali suteikti ne daugiau kaip 30v/3A ir turėti dvigubus elektroniškai izoliuotus kanalus. (Ty kiekvienas kanalas gali tiekti 30v/3A ir jie neturės bendro GND bėgio ar VCC bėgio). Paprastai man nereikia jokios išgalvotos skaitinės klaviatūros! (Bet, žinoma, jie labai padeda). Dabar mano maksimalus biudžetas yra 500 USD. Taigi aš pasirinks maitinimo šaltinį pagal mano aukščiau paminėtus kriterijus …

4 žingsnis: Mano maitinimo šaltinis…. Rigol DP832

Taigi, atsižvelgiant į mano poreikius, „Rigol DP832“yra tobula įranga mano naudojimui (VĖL, Stipriai, mano nuomone).

Dabar greitai pažvelkime į jį. Jame yra trys skirtingi kanalai. „Ch1“ir „Ch2/3“yra elektroniškai izoliuoti. „Ch1“ir „Ch2“gali duoti ne daugiau kaip 30v/3A. Galite juos prijungti nuosekliai, kad gautumėte net 60v (maksimali srovė bus 3A). Taip pat galite juos lygiagrečiai prijungti, kad gautumėte maks. 6A (maksimali įtampa bus 30v). „Ch2“ir „Ch3“turi bendrą pagrindą. „Ch3“gali suteikti maks. 5v/3A, tinkančią skaitmeninėms grandinėms. Bendra visų trijų kanalų išėjimo galia yra 195 vatai. Indijoje man tai kainavo apie 639 USD (čia, Indijoje, tai yra šiek tiek brangiau, palyginti su „Rigol“svetaine, kurioje ji minima 473 USD dėl importo mokesčių). ir mokesčiai..)

Galite pasirinkti skirtingus kanalus, paspausdami 1/2/3 mygtuką, kad pasirinktumėte atitinkamą kanalą. Kiekvienas atskiras kanalas gali būti įjungtas/išjungtas naudojant atitinkamus jungiklius. Taip pat galite juos vienu metu įjungti/išjungti per kitą specialų jungiklį, vadinamą Visi įjungimas/išjungimas. Valdymo sąsaja yra visiškai skaitmeninė. Jame yra skaitmeninė klaviatūra, skirta tiesioginiam bet kurios įtampos/srovės įvedimui. Taip pat yra sukamasis kodavimo įrenginys, per kurį galite palaipsniui padidinti/sumažinti bet kurį parametrą.

Volt/Milivolt/Amp/Miliamp - keturi specialūs klavišai, skirti įvesti norimą objektą. Be to, šiais klavišais galima perkelti žymeklį į viršų/apačią/į dešinę/į kairę.

Po ekranu yra penki klavišai, kurie veikia pagal tekstą, rodomą ekrane virš jungiklių. Pavyzdžiui, jei noriu įjungti OVP (apsauga nuo viršįtampio), turiu paspausti trečiąjį jungiklį iš kairės įjungti OVP.

Maitinimo šaltinis turi OVP (apsauga nuo viršįtampio) ir OCP (apsauga nuo virš srovės) kiekvienam kanalui.

Tarkime, aš noriu paleisti grandinę (kuri gali toleruoti ne daugiau kaip 5 V), kur aš palaipsniui padidinsiu įtampą nuo 3,3 V iki 5 V. Dabar, jei netyčia įdedu daugiau nei 5 V įtampą sukdamas rankenėlę ir nežiūrėdamas į ekraną, grandinė bus kepta. Dabar šiuo atveju pradeda veikti OVP. OVP nustatysiu į 5v. Dabar aš palaipsniui didinsiu įtampą nuo 3,3 V ir, kai bus pasiekta 5 V riba, kanalas bus išjungtas, kad apsaugotų apkrova.

Tas pats pasakytina apie OCP. Jei nustatysiu tam tikrą OCP vertę (tarkime, 1A), kai apkrovos traukiama srovė pasieks šią ribą, išėjimas bus išjungtas.

Tai labai naudinga funkcija, skirta apsaugoti jūsų vertingą dizainą.

Taip pat yra daug daugiau funkcijų, kurių dabar nepaaiškinsiu. Pavyzdžiui, yra laikmatis, kuriuo galite sukurti tam tikrą bangos formą, pvz., Kvadratą/pjūklo dantį ir pan. Taip pat galite įjungti/išjungti bet kurią išvestį po tam tikro laiko.

Turiu mažesnės skiriamosios gebos modelį, kuris palaiko bet kokios įtampos/srovės atkūrimą iki dviejų dešimtųjų tikslumu. Pavyzdžiui: jei nustatysite jį į 5v ir įjungsite išvestį, ekrane bus rodomas 5.00 ir tas pats pasakytina apie srovę.

5 veiksmas: užteks kalbėjimo, padėkime ką nors padaryti (taip pat peržiūrėtas CV/CC režimas!)

Dabar atėjo laikas prijungti apkrovą ir įjungti.

Pažvelkite į pirmąją nuotrauką, kurioje savo naminį manekeną prijungiau prie maitinimo šaltinio 2 kanalo.

Kas yra manekeno krovinys:

Manekeno apkrova iš esmės yra elektros apkrova, srovė gaunama iš bet kurio maitinimo šaltinio. Tačiau esant realiai apkrovai (pvz., Lemputei/varikliui), srovės suvartojimas nustatomas konkrečiai lemputei/varikliui. Tačiau esant manekeno apkrovai, mes galime reguliuoti apkrovos srovę puodu, ty galime padidinti/sumažinti energijos suvartojimą pagal savo poreikius.

Dabar aiškiai matote, kad apkrova (medinė dėžutė dešinėje) iš maitinimo šaltinio traukia 0,50A. Dabar pažvelkime į maitinimo šaltinio ekraną. Matote, kad 2 kanalas įjungtas, o kiti kanalai išjungti (Žalia kvadratas yra aplink kanalą 2 ir rodomi visi išvesties parametrai, tokie kaip įtampa, srovė, apkrovos išsklaidyta galia). Tai rodo įtampą kaip 5v, srovę kaip 0,53A (tai yra teisinga, o mano manekeno apkrova yra šiek tiek mažesnė, ty 0,50A) ir visa apkrovos išsklaidyta galia, ty 2,650W.

Dabar pažvelkime į maitinimo šaltinio ekraną antrame paveikslėlyje ((padidinta ekrano nuotrauka). Nustatiau 5v įtampą, o maksimali srovė nustatyta 1A. Maitinimas suteikia pastovų 5v išėjimą. šiuo metu apkrova traukia 0,53A, kuri yra mažesnė už nustatytą srovę 1A, todėl maitinimo šaltinis neriboja srovės, o režimas yra CV režimas.

Dabar, jei apkrovos traukiama srovė pasiekia 1A, maitinimas pereis į CC režimą ir sumažins įtampą, kad išvestyje išlaikytų pastovią 1A srovę.

Dabar patikrinkite trečią paveikslėlį. Čia matote, kad manekeno apkrova yra 0,99A. Taigi šioje situacijoje maitinimo šaltinis turėtų sumažinti įtampą ir išėjime padaryti 1A srovę.

Pažvelkime į ketvirtą paveikslėlį (padidintą ekrano vaizdą), kuriame galite pamatyti, kad režimas pakeistas į CC. Maitinimo šaltinis sumažino įtampą iki 0,28 V, kad apkrovos srovė būtų 1A. Vėlgi, laimi omo įstatymas !!!!

6 žingsnis: Pasilinksminkime …. Laikas išbandyti tikslumą

Dabar čia yra svarbiausia bet kurio maitinimo šaltinio dalis, ty tikslumas. Taigi šioje dalyje mes patikrinsime, kaip tiksliai yra tokio tipo programuojami maitinimo šaltiniai!

Įtampos tikslumo bandymas:

Pirmoje nuotraukoje aš nustatiau maitinimo šaltinį į 5v ir matote, kad mano neseniai sukalibruotas „Fluke 87v“multimetras rodo 5.002v.

Dabar pažvelkime į duomenų lapą antroje nuotraukoje.

Ch1/Ch2 įtampos tikslumas bus toks, kaip aprašyta toliau:

Nustatykite įtampą +/- (.02% nustatytos įtampos + 2 mv). Mūsų atveju multimetrą prijungiau prie Ch1, o nustatyta įtampa yra 5v.

Taigi viršutinė išėjimo įtampos riba bus:

5v + (.02% 5v +.002v), ty 5,003v.

ir apatinė išėjimo įtampos riba bus:

5v - (.02% 5v +.002v), ty 4.997.

Mano neseniai sukalibruotas „Fluke 87v Industrial“standartinis multimetras rodo 5.002v, kuris yra nurodytame diapazone, kaip mes apskaičiavome aukščiau. Turiu pasakyti, kad labai geras rezultatas !!

Dabartinis tikslumo testas:

Dar kartą pažiūrėkite į dabartinio tikslumo duomenų lapą. Kaip aprašyta, dabartinis visų trijų kanalų tikslumas bus:

Nustatykite srovę +/- (.05% nustatytos srovės + 2 mA).

Dabar pažvelkime į trečiąją nuotrauką, kurioje nustatiau maksimalią srovę iki 20 mA (maitinimo šaltinis pereis į CC režimą ir bandysiu išlaikyti 20 mA, kai prijungsiu multimetrą), o mano multimetras rodo 20,48 mA.

Dabar pirmiausia apskaičiuokime diapazoną.

Viršutinė išėjimo srovės riba bus:

20 mA + (.05% 20 mA + 2 mA), t. Y. 22,01 mA.

Apatinė išėjimo srovės riba bus:

20 mA - (.05% 20 mA + 2 mA), ty 17,99 mA.

Mano patikimas „Fluke“skaito 20,48 mA ir vėlgi vertė yra aukščiau apskaičiuoto diapazono. Vėlgi, mūsų dabartinio tikslumo bandymo rezultatas buvo geras. Maitinimo šaltinis mums nepavyko …

7 žingsnis: galutinis nuosprendis …

Dabar priėjome prie paskutinės dalies…

Tikimės, kad galėčiau jums pateikti šiek tiek idėjų apie tai, kas yra programuojami maitinimo šaltiniai ir kaip jie veikia.

Jei rimtai žiūrite į elektroniką ir kuriate rimtą dizainą, manau, kad jūsų arsenale turėtų būti bet kokio tipo programuojamas maitinimo šaltinis, nes mes tiesiog nemėgstame kepti savo brangaus dizaino dėl atsitiktinio viršįtampio/per didelės srovės/trumpojo jungimo.

Ne tik tai, bet ir naudojant tokį maitinimo šaltinį, mes galime tiksliai įkrauti bet kokio tipo Li-po/Li-ion/SLA akumuliatorių, nebijodami užsidegti/bet kokį specialų įkroviklį (nes Li-po/Li-ion baterijos yra linkę užsidegti, jei neatitinka tinkamų įkrovimo parametrų!).

Dabar atėjo laikas atsisveikinti!

Jei manote, kad šis „Instructable“išsklaido bet kokias mūsų abejones ir jei kažko iš to sužinojote, palikite nykštį ir nepamirškite užsiprenumeruoti! Taip pat prašome pažvelgti į mano neseniai atidarytą „YouTube“kanalą ir pareikšti savo brangią nuomonę!

Laimingo mokymosi….

Adios !!