Ievads un apmācība par programmējamu barošanas avotu!: 7 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Ja esat kādreiz domājuši par programmējamiem barošanas avotiem, jums jāiziet šī pamācība, lai iegūtu pilnīgas zināšanas un praktisku piemēru par programmējamu barošanas avotu.

Arī ikvienam, kam interesē elektronika, lūdzu, izlasiet šo pamācību, lai izpētītu dažas jaunas interesantas lietas….

Sekojiet līdzi!!

1. darbība: kas ir programmējams barošanas avots un ar ko tas atšķiras?

Ir pagājis kāds laiks, kopš es augšupielādēju jaunu pamācību. Tāpēc es domāju ātri augšupielādēt jaunu pamācību ar ļoti nepieciešamo rīku (jebkuram hobijam/elektronikas entuziastam/profesionālim), kas ir programmējams barošanas avots.

Tātad šeit rodas pirmais jautājums, kas ir programmējams piedāvājums?

Programmējams barošanas avots ir lineāra barošanas avota veids, kas ļauj pilnībā kontrolēt iekārtas izejas spriegumu un strāvu, izmantojot digitālo interfeisu/analogu/RS232.

Tātad, ar ko tas atšķiras no tradicionālā LM317/LM350/jebkura cita lineāra barošanas avota, kas balstīts uz IC? Apskatīsim galvenās atšķirības.

1) Galvenā lielā atšķirība ir kontrole:

Parasti mūsu tradicionālais LM317/LM350/jebkura cita uz IC balstīta barošana darbojas CV (nemainīga sprieguma) režīmā, kurā mēs nekontrolējam strāvu. Slodze ievelk strāvu atbilstoši tai, kur mēs to nevaram kontrolēt. Bet programmējamu padevi, mēs varam kontrolēt gan sprieguma, gan strāvas laukus atsevišķi.

2) Vadības saskarne:

Mūsu LM317/LM350 balstītajā piegādē mēs pagriežam katlu, un izejas spriegums attiecīgi mainās.

Salīdzinājumam, programmējamā barošanas avotā mēs varam iestatīt parametrus, izmantojot ciparu tastatūru, vai arī mainīt to, izmantojot rotējošo kodētāju, vai pat mēs varam attālināti kontrolēt parametrus, izmantojot datoru.

3) Izejas aizsardzība:

Ja mēs saīsinām mūsu tradicionālās barošanas jaudu, tas samazinās spriegumu un piegādās pilnu strāvu. Tātad īsā laikā vadības mikroshēma (LM317/LM350/jebkura cita) tiek bojāta pārkaršanas dēļ.

Bet salīdzinājumā, programmējamā piegādē mēs varam pilnībā izslēgt izeju (ja vēlamies), kad notiek īssavienojums.

4) Lietotāja saskarne:

Parasti tradicionālajā piegādē mums ir jāpievieno multimetrs, lai katru reizi pārbaudītu izejas spriegumu. Turklāt, lai pārbaudītu izejas strāvu, ir nepieciešams arī strāvas sensors/precīzs skavas mērītājs.

(NB! Lūdzu, pārbaudiet manu 3A maināmā stenda barošanas avotu, kas šeit norādīts, kas sastāv no iebūvēta sprieguma un strāvas nolasījuma krāsu displejā)

Turklāt programmējamā barošanā tam ir iebūvēts displejs, kas parāda visu nepieciešamo informāciju, piemēram, pašreizējo spriegumu/strāvas pastiprinātāju/iestatīto spriegumu/iestatīto pastiprinātāju/darbības režīmu un daudzus citus parametrus.

5) Izeju skaits:

Pieņemsim, ka vēlaties palaist ķēdi/audio ķēdi, kuras pamatā ir OP-AMP, un kur jums būs nepieciešami visi Vcc, 0v un GND. Mūsu lineārais piegādes avots nodrošinās tikai Vcc & GND (viena kanāla izeja), tāpēc jūs nevarat palaist šāda veida ķēdi. izmantojot lineāru barošanu (jums būs nepieciešami divi no tiem sērijveidā).

Salīdzinājumam, tipiskam programmējamam avotam ir vismaz divas izejas (dažām ir trīs), kas ir elektroniski izolētas (neattiecas uz katru programmējamo barošanu), un jūs varat tās viegli savienot virknē, lai iegūtu nepieciešamo Vcc, 0, GND.

Ir arī daudz atšķirību, taču šīs ir galvenās galvenās atšķirības, kuras es aprakstīju. Cerams, ka jūs iegūsit ideju par to, kas ir programmējams barošanas avots.

Turklāt, salīdzinot ar SMPS, programmējamajam barošanas avotam ir ļoti mazs troksnis (nevēlami maiņstrāvas komponenti/elektriskās tapas/EMF utt.) Pie izejas (jo tas ir lineārs).

Tagad pāriesim pie nākamā soļa!

NB! Šeit varat apskatīt manu video par manu programmējamo Rigol DP832 barošanas avotu.

2. darbība. Kas ir jebkura barošanas avota CV un CC režīms?

Daudziem no mums tas ir ļoti mulsinoši, kad runa ir par CV un CC. Mēs zinām pilnu veidlapu, bet daudzos gadījumos mums nav pareizas idejas, kā tie darbojas. Apskatīsim abus režīmus un salīdziniet, kā viņi atšķiras no darba perspektīvas.

CV (pastāvīga sprieguma) režīms:

CV režīmā (neatkarīgi no tā, vai ir kāds barošanas avots/akumulatora lādētājs/gandrīz viss, kam tas ir), iekārta parasti uztur nemainīgu izejas spriegumu pie izejas, kas nav atkarīga no strāvas.

Tagad ņemsim piemēru.

Piemēram, man ir 50 W balta LED, kas darbojas ar 32 V un patērē 1,75 A. Tagad, ja mēs pievienosim LED strāvas padevei pastāvīga sprieguma režīmā un iestatīsim barošanu uz 32 V, barošanas avots regulēs izejas spriegumu un saglabās tas pie 32V. Tas neuzraudzīs LED patērēto strāvu.

Bet

Šāda veida gaismas diodes, kad tās kļūst karstākas, patērē vairāk strāvas (ti, tas patērēs vairāk strāvas nekā datu lapā norādītā strāva, ti, 1,75 A un var sasniegt pat 3,5 A. tas neskatīsies uz ievilkto strāvu un regulēs tikai izejas spriegumu, un tādējādi LED tiks sabojāts ilgtermiņā pārmērīga strāvas patēriņa dēļ.

Šeit sākas CC režīms !!

CC (pastāvīgas strāvas/strāvas kontroles) režīms:

CC režīmā mēs varam iestatīt MAX strāvu, ko ievelk jebkura slodze, un mēs varam to regulēt.

Piemēram, mēs iestatījām spriegumu pie 32 V un iestatījām maksimālo strāvu līdz 1,75 A un pievienojiet to pašu gaismas diodi barošanai. Tagad, kas notiks? Galu galā gaismas diode kļūs karstāka un mēģinās iegūt vairāk strāvas no barošanas avota. Tagad šoreiz, mūsu barošanas avots saglabās to pašu pastiprinātāju, ti, 1,75 pie izejas, samazinot spriegumu (vienkāršs Oma likums), un tādējādi mūsu LED tiks saglabāts ilgtermiņā.

Tas pats attiecas uz akumulatora uzlādi, uzlādējot jebkuru SLA/litija jonu/LI-po akumulatoru. Uzlādes pirmajā daļā mums ir jāregulē strāva, izmantojot CC režīmu.

Ņemsim vēl vienu piemēru, kur mēs vēlamies uzlādēt 4,2 V/1000 mAh akumulatoru, kura nominālā temperatūra ir 1 C (ti, mēs varam uzlādēt akumulatoru ar maksimālo strāvu 1A). Bet drošības labad mēs regulēsim strāvu līdz 0,5 C ti, 500 mA.

Tagad mēs iestatīsim barošanas avotu uz 4,2 V un iestatīsim maksimālo strāvu uz 500 mA un pievienosim akumulatoru. Tagad akumulators mēģinās iegūt vairāk strāvas no barošanas pirmās uzlādes laikā, bet mūsu barošanas avots regulēs strāvu līdz nedaudz pazeminot spriegumu. Tā kā akumulatora spriegums galu galā palielināsies, potenciālā starpība starp barošanas avotu un akumulatoru būs mazāka, un akumulatora patērētā strāva tiks samazināta. Tagad, kad tiek uzlādēta strāva (akumulatora ievilkta strāva) nokrītas zem 500mA, barošana pārslēgsies CV režīmā un pie izejas uzturēs vienmērīgu 4,2 V spriegumu, lai atlikušo laiku uzlādētu akumulatoru!

Interesanti, vai ne?

3. solis: tur ir tik daudz !!

Daudzi programmējami barošanas avoti ir pieejami no dažādiem piegādātājiem. Tātad, ja jūs joprojām lasāt un esat apņēmies to iegūt, vispirms jums jāizlemj daži parametri!

Katrs barošanas avots atšķiras viens no otra pēc precizitātes, izejas kanālu skaita, kopējās jaudas, maksimālās sprieguma/strāvas/izejas utt.

Tagad, ja vēlaties to iegūt, vispirms izlemiet, kāds ir maksimālais izejas spriegums un strāva, ar kuru jūs parasti strādājat ikdienas lietošanai! Pēc tam atlasiet nepieciešamo izejas kanālu skaitu, lai vienlaikus strādātu ar dažādām ķēdēm. Tad nāk kopējā jauda, ti, cik daudz maksimālās jaudas jums ir nepieciešams (P = VxI formula). Pēc tam dodieties uz saskarni, piemēram, vai nu jums ir nepieciešama ciparu tastatūra/rotējošā kodētāja stils, vai arī analogā tipa saskarne utt.

Tagad, ja esat nolēmis, tad beidzot ir galvenais svarīgais faktors, ti, cenas. Izvēlieties vienu atbilstoši savam budžetam (un, protams, pārbaudiet, vai tajā ir pieejami iepriekš minētie tehniskie parametri).

Un visbeidzot, protams, paskatieties uz piegādātāju. Es ieteiktu jums iegādāties preces no cienījama piegādātāja un neaizmirstiet pārbaudīt atsauksmes (ko snieguši citi klienti).

Tagad ņemsim piemēru:

Es parasti strādāju ar digitālajām loģikas shēmām/ar mikrokontrolleri saistītām shēmām, kurām parasti ir nepieciešama 5v/max 2A (ja izmantoju dažus motorus un tamlīdzīgus izstrādājumus).

Arī dažreiz es strādāju pie audio shēmām, kurām nepieciešama pat 30v/3A un arī divkārša padeve. Tāpēc es izvēlēšos barošanas avotu, kas var nodrošināt maksimāli 30v/3A un kam ir divi elektroniski izolēti kanāli. (Ti, katrs kanāls var piegādāt 30v/3A, un tiem nebūs kopējas GND sliedes vai VCC sliedes). Man parasti nav nepieciešama nekāda izdomāta ciparu tastatūra! (Bet, protams, tie daudz palīdz). Tagad mans maksimālais budžets ir 500 USD. Tātad es izvēlēsies barošanas avotu atbilstoši maniem iepriekš minētajiem kritērijiem …

4. solis: Mans barošanas avots…. Rigol DP832

Tātad, atbilstoši manām vajadzībām, Rigol DP832 ir ideāls aprīkojums manai lietošanai (ATKAL, STIPRĪGI MANS VIEDOKLIS).

Tagad apskatīsim to ātri. Tam ir trīs dažādi kanāli. Ch1 un Ch2/3 ir elektroniski izolēti. Gan Ch1, gan Ch2 var dot maksimāli 30v/3A. Jūs varat tos savienot virknē, lai iegūtu līdz pat 60v (maksimālā strāva būs 3A). Varat arī paralēli savienot tos, lai iegūtu maksimālo 6A (maksimālais spriegums būs 30v). Ch2 un Ch3 ir kopīgs pamats.. Kopējā visu trīs kanālu izejas jauda ir 195 vati. Tas man Indijā izmaksāja aptuveni 639 ASV dolārus (šeit Indijā tas ir nedaudz dārgāks salīdzinājumā ar Rigol vietni, kur tas ir minēts 473 ASV dolāru apmērā importa nodevu dēļ un nodokļi..)

Jūs varat izvēlēties dažādus kanālus, nospiežot pogu 1/2/3, lai atlasītu atbilstošo kanālu. Katru atsevišķo kanālu var ieslēgt/izslēgt, izmantojot tam atbilstošos slēdžus. Varat arī ieslēgt/izslēgt tos visus uzreiz, izmantojot citu īpašu slēdzi ar nosaukumu Visi ieslēgšana/izslēgšana. Vadības saskarne ir pilnīgi digitāla. Tā nodrošina ciparu tastatūru jebkura sprieguma/strāvas tiešai ievadīšanai. Ir arī rotācijas kodētājs, ar kura palīdzību jūs varat pakāpeniski palielināt/samazināt jebkuru parametru.

Volt/Milivolt/Amp/Miliamp - četri īpaši taustiņi ir vajadzīgās vienības ievadīšanai. Arī šos taustiņus var izmantot, lai pārvietotu kursoru uz augšu/apakšu/pa labi/pa kreisi.

Zem displeja ir pieci taustiņi, kas darbojas saskaņā ar tekstu, kas parādīts displejā virs slēdžiem. Piemēram, ja es vēlos ieslēgt OVP (aizsardzība pret pārspriegumu), tad man ir jānospiež trešais slēdzis no kreisās puses lai ieslēgtu OVP.

Barošanas avotam ir OVP (aizsardzība pret pārspriegumu) un OCP (aizsardzība pret strāvu) katram kanālam.

Pieņemsim, ka es vēlos palaist ķēdi (kas var paciest ne vairāk kā 5 V), kur es pakāpeniski palielināšu spriegumu no 3,3 V līdz 5 V. Tagad, ja nejauši ievietoju spriegumu virs 5 V, pagriežot pogu un neskatoties uz displeju, ķēde tiks cepta. Tagad šajā gadījumā OVP sāk darboties. Es iestatīšu OVP uz 5v. Tagad es pakāpeniski palielināšu spriegumu no 3.3v un, kad tiek sasniegta 5v robeža, kanāls tiks izslēgts, lai aizsargātu slodze.

Tas pats attiecas uz OCP. Ja es iestatīšu noteiktu OCP vērtību (piemēram, 1A), ikreiz, kad slodzes iegūtā strāva sasniedz šo robežu, izeja tiks izslēgta.

Šī ir ļoti noderīga funkcija, lai aizsargātu jūsu vērtīgo dizainu.

Ir arī daudzas citas funkcijas, kuras es tagad nepaskaidrošu. Piemēram, ir taimeris, ar kura palīdzību jūs varat izveidot noteiktu viļņu formu, piemēram, kvadrātveida/zāģveida zobu utt. Arī pēc noteikta laika varat ieslēgt/izslēgt jebkuru izeju.

Man ir zemākas izšķirtspējas modelis, kas atbalsta jebkura sprieguma/strāvas nolasīšanu līdz divām zīmēm aiz komata. Piemēram: ja iestatāt to uz 5v un ieslēdzat izeju, displejā parādīsies 5.00 un tas pats attiecas uz strāvu.

5. solis: Pietiek runāt, ieslēdzam dažas lietas (arī CV/CC režīms ir pārskatīts!)

Tagad ir pienācis laiks pievienot slodzi un to ieslēgt.

Apskatiet pirmo attēlu, kurā esmu pievienojis savu mājās gatavoto manekena slodzi barošanas avota 2. kanālam.

Kas ir fiktīvā slodze:

Manekena slodze būtībā ir elektriskā slodze, kas ņem strāvu no jebkura barošanas avota. Bet reālā slodzē (piemēram, spuldze/motors) strāvas patēriņš ir noteikts konkrētajai spuldzei/motoram. Bet manekena slodzes gadījumā mēs varam noregulējiet slodzes strāvu ar katlu, ti, mēs varam palielināt/samazināt enerģijas patēriņu atbilstoši mūsu vajadzībām.

Tagad jūs varat skaidri redzēt, ka slodze (koka kaste labajā pusē) no barošanas avota izvelk 0.50A. Tagad apskatīsim barošanas avota displeju. Jūs varat redzēt, ka 2. kanāls ir ieslēgts un pārējie kanāli ir izslēgti (Zaļais kvadrāts ir ap kanālu 2, un tiek parādīti visi izejas parametri, piemēram, spriegums, strāva, slodzes izkliedētā jauda). Tas parāda spriegumu kā 5v, strāvu kā 0,53A (kas ir pareizi, un mana fiktīvā slodze nolasa nedaudz mazāk, ti. 0.50A) un kopējā slodzes izkliedētā jauda, ti, 2.650W.

Tagad apskatīsim barošanas avota displeju otrajā attēlā ((displeja tālummaiņas attēls). Esmu iestatījis spriegumu 5v un maksimālā strāva ir iestatīta uz 1A. Padeve nodrošina stabilu 5v pie izejas. Pie šajā brīdī slodze ir 0,53A, kas ir mazāka par iestatīto strāvu 1A, tāpēc barošanas avots neierobežo strāvu un režīms ir CV režīms.

Tagad, ja slodzes radītā strāva sasniedz 1A, barošana nonāks CC režīmā un pazeminās spriegumu, lai izejā uzturētu nemainīgu 1A strāvu.

Tagad pārbaudiet trešo attēlu. Šeit jūs varat redzēt, ka fiktīvā slodze ir 0.99A. Tātad šādā situācijā barošanas avotam vajadzētu pazemināt spriegumu un radīt izejā 1A strāvu.

Apskatīsim ceturto attēlu (palielināts displeja attēls), kur var redzēt, ka režīms ir mainīts uz CC. Barošanas avots ir samazinājis spriegumu līdz 0.28v, lai saglabātu slodzes strāvu 1A. Atkal uzvar omu likums !!!!

6. solis: izklaidēsimies … Laiks pārbaudīt precizitāti

Tagad šeit ir vissvarīgākā jebkura barošanas avota daļa, ti, precizitāte. Tātad šajā daļā mēs pārbaudīsim, cik precīzi ir šāda veida programmējami barošanas avoti!

Sprieguma precizitātes tests:

Pirmajā attēlā barošanas avotu esmu iestatījis uz 5v, un jūs varat redzēt, ka mans nesen kalibrētais Fluke 87v multimetrs rāda 5.002v.

Tagad apskatīsim datu lapu otrajā attēlā.

Ch1/Ch2 sprieguma precizitāte būs zemāk aprakstītajā diapazonā:

Iestatiet spriegumu +/- (.02% no iestatītā sprieguma + 2 mv). Mūsu gadījumā multimetru esmu pievienojis Ch1, un iestatītais spriegums ir 5v.

Tātad izejas sprieguma augšējā robeža būs:

5v + (.02% no 5v +.002v), ti, 5.003v.

& izejas sprieguma apakšējā robeža būs:

5v - (.02% no 5v +.002v), ti, 4.997.

Mans nesen kalibrētais rūpnieciskā standarta Fluke 87v multimetrs rāda 5.002v, kas ir iepriekš norādītajā diapazonā. Jāsaka, ka ļoti labs rezultāts !!

Pašreizējais precizitātes tests:

Vēlreiz apskatiet pašreizējās precizitātes datu lapu. Kā aprakstīts, visu trīs kanālu pašreizējā precizitāte būs:

Iestatīt strāvu +/- (.05% no iestatītās strāvas + 2mA).

Tagad apskatīsim trešo attēlu, kurā esmu iestatījis maksimālo strāvu uz 20mA (barošanas avots ieslēgsies CC režīmā un mēģināšu saglabāt 20mA, kad pievienošu multimetru), un mans multimetrs rāda 20,48 mA.

Tagad vispirms aprēķināsim diapazonu.

Izejas strāvas augšējā robeža būs:

20mA + (.05% no 20mA + 2mA), ti, 22,01 mA.

Izejas strāvas apakšējā robeža būs:

20 mA - (.05% no 20 mA + 2 mA), ti, 17,99 mA.

Mana uzticamā Fluke nolasa 20,48 mA un atkal vērtība ir iepriekš aprēķinātajā diapazonā. Atkal mēs saņēmām labu rezultātu mūsu pašreizējam precizitātes testam. Barošanas avots mūs neapgāza….

7. solis: galīgais spriedums…

Tagad esam nonākuši pie pēdējās daļas…

Cerams, ka es varētu jums sniegt nelielu ideju par to, kas ir programmējami barošanas avoti un kā tie darbojas.

Ja jūs nopietni domājat par elektroniku un veicat nopietnus dizainus, es domāju, ka jūsu arsenālā ir jābūt jebkura veida programmējamam barošanas avotam, jo mums burtiski nepatīk apcept mūsu dārgos dizainus nejauša pārsprieguma/pārslodzes/īssavienojuma dēļ.

Ne tikai tas, bet arī ar šāda veida barošanu mēs varam precīzi uzlādēt jebkura veida Li-po/Li-ion/SLA akumulatoru, nebaidoties no aizdegšanās/īpašu lādētāju (jo Li-po/Li-ion baterijas ir tie var aizdegties, ja neatbilst pareizi uzlādes parametri!).

Tagad ir pienācis laiks atvadīties!

Ja jūs domājat, ka šī pamācība kliedē visas mūsu šaubas un ja jūs kaut ko no tā uzzinājāt, lūdzu, nospiediet īkšķi un neaizmirstiet abonēt! Lūdzu, ieskatieties arī manā nesen atvērtajā YouTube kanālā un izsakiet savu vērtīgo viedokli!

Laimīgu mācīšanos….

Adios !!