Учимся работать с лабораторными источниками питания

Ссылка на страницу сайта Магазина Gtest® с номенклатурой источников питания постоянного тока, а также рекомендуемые приборы и статьи для дальнейшего самообразования размещены в конце данного раздела.

Введение

Современные архитектуры электронного и электротехнического оборудования предъявляют всё более высокие требования к системам питания постоянного тока. Несоблюдение этих требований нередко приводит к проблемам на этапах проектирования, разработки и тестирования электронных устройств.

В данной статье рассмотрены основные особенности работы с лабораторными источниками питания постоянного тока и представлены четыре практических совета, которые помогут инженерам повысить эффективность использования подобных приборов в процессе разработки.

Темы, рассмотренные в статье

• Как установить постоянное напряжение и постоянный ток.
• Как увеличить выходное напряжение или ток.
• Как бороться с температурными эффектами.
• Как работать с чувствительными к шумам измерительными устройствами.

Совет 1. Как установить постоянное напряжение и постоянный ток

Одной из важнейших концепций при использовании лабораторных источников питания является понимание режимов постоянного напряжения (CV - Constant Voltage) и постоянного тока (CC - Constant Current).

Режим работы источника питания зависит от установленного значения напряжения, ограничения тока и сопротивления нагрузки.

Если ток нагрузки ниже установленного ограничения, источник питания работает в режиме CV.

В этом режиме напряжение поддерживается постоянным, а ток определяется характеристиками нагрузки.

Если нагрузка пытается потреблять ток, превышающий установленное ограничение, источник питания автоматически переходит в режим CC.

В режиме постоянного тока ток поддерживается на заданном уровне, а напряжение определяется нагрузкой.

Большинство современных источников питания оптимизированы для работы в режиме постоянного напряжения. Они контролируют заданное значение напряжения и автоматически корректируют остальные параметры для его поддержания.

При выборе лабораторного блока питания рекомендуется отдавать предпочтение моделям, способным стабильно работать как в режиме CV, так и в режиме CC даже при динамических изменениях нагрузки.

Совет 2. Как увеличить напряжение или ток

В некоторых проектах одного источника питания может быть недостаточно для получения требуемых параметров. В этом случае можно использовать несколько блоков питания одновременно.

Для увеличения напряжения выходы источников питания подключаются последовательно, а для увеличения тока - параллельно.

Последовательное подключение для увеличения напряжения

Для получения более высокого напряжения необходимо:

• установить максимальный допустимый предел тока для каждого выхода;
• равномерно распределить требуемое напряжение между всеми источниками питания;
• использовать только блоки питания с одинаковыми номинальными характеристиками.

Никогда не превышайте допустимое плавающее напряжение выходных клемм и не допускайте подачи обратного напряжения на выходы источника питания.

Параллельное подключение для увеличения тока

Для получения большего тока необходимо:

• равномерно распределить общий предел тока между всеми источниками питания;
• один выход настроить в режиме CV;
• остальные выходы настроить в режиме CC;
• использовать блоки питания с одинаковыми номиналами напряжения и тока.

При параллельном подключении выход CV определяет напряжение на нагрузке, а выходы CC обеспечивают необходимый ток.

Фактическое напряжение на выходах CC определяется характеристиками нагрузки.

Совет 3. Борьба с температурными эффектами

Температура влияет не только на тестируемые устройства, но и на измерительное оборудование, включая источники питания постоянного тока.

Практические испытания показывают, что изменение температуры окружающей среды может значительно влиять на параметры литий-ионных аккумуляторов и измерительных систем.

Например, снижение температуры в помещении может привести к увеличению напряжения аккумуляторного элемента, причём этот эффект иногда оказывается сильнее ожидаемого снижения напряжения вследствие саморазряда.

Поскольку характеристики источников питания также изменяются в зависимости от температуры, для высокоточных измерений рекомендуется использовать температурные коэффициенты и выполнять соответствующую коррекцию результатов.

Это особенно важно при измерениях с точностью до микровольт.

Совет 4. Работа с чувствительными к шумам измерительными устройствами

Если тестируемое устройство чувствительно к электрическим шумам, необходимо максимально снизить уровень помех на входе питания постоянного тока.

Наиболее эффективным решением является использование малошумящего лабораторного источника питания. Однако даже при использовании стандартного оборудования можно значительно уменьшить влияние помех.

Обратите внимание на соединения

Кабели между источником питания и тестируемым устройством могут воспринимать электромагнитные помехи через индуктивную или ёмкостную связь.

Для уменьшения шумов рекомендуется использовать экранированные двухпроводные кабели для подключения нагрузки и измерительных цепей.

Экран должен подключаться к заземлению только с одной стороны.

Подключение экрана с обеих сторон может привести к образованию контуров заземления, которые становятся источником дополнительных шумов и помех.

Балансировка относительно земли

Синфазный шум возникает при протекании токов между источником питания и землёй через паразитные сопротивления.

Для снижения влияния синфазного шума рекомендуется:

• выравнивать сопротивление плюсовой и минусовой клемм относительно земли;
• использовать синфазные дроссели;
• устанавливать шунтирующие конденсаторы между выходными клеммами и землёй;
• обеспечивать симметричное подключение нагрузки.

Такие меры позволяют значительно повысить точность измерений и снизить влияние внешних электромагнитных помех.

Заключение

Грамотное использование лабораторных источников питания позволяет существенно повысить качество проектирования и тестирования электронных устройств.

Понимание принципов работы режимов CV и CC, правильное подключение нескольких блоков питания, учёт температурных факторов и эффективная борьба с шумами помогают получать более точные результаты и обеспечивать стабильную работу разрабатываемых систем.

Магазин Gtest® предлагает широкий выбор лабораторных источников питания постоянного тока для научных исследований, промышленности, автоматизации и разработки электроники.

купить источник питания в Украине