Настольный источник питания

Магазин Gtest® - официальный поставщик источников (блоков) питания постоянного тока в Украину: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/bloky-pitaniya

Настольный  источник питания постоянного тока  — это стандартное контрольно-измерительное оборудование,  используемое инженерами-электриками и схемотехниками для питания и тестирования своих схемотехнических решений в лабораторных и полевых условиях. Но для чего именно он предназначен и как подобрать подходящий настольный источник питания для вашей задачи? Мы рассмотрим всё это и многое другое.

Что такое настольный источник питания?

Настольный источник питания обеспечивает постоянное напряжение для питания тестируемого устройства, например, печатной платы или электронного устройства. Настольный или лабораторный источник питания обычно располагается на рабочем месте инженера, отсюда и название «настольный источник питания». В этом коротком видео один из наших экспертов Keithley делает краткий обзор настольных источников питания.

Зачем вам нужен настольный источник питания?

Когда инженеру или разработчику схем необходимо протестировать устройство, обычно называемое тестируемым устройством (DUT), ему необходимо подать на него заданное напряжение или ток. Настольные источники питания позволяют инженерам устанавливать и подавать заданные напряжения для питания DUT, чтобы убедиться в его работоспособности. Если это не так, можно устранить неполадки и повторить тестирование.

Настольный  источник питания постоянного тока  — это стандартное контрольно-измерительное оборудование,  используемое инженерами-электриками и схемотехниками для питания и тестирования своих схемотехнических решений в лабораторных и полевых условиях. Но для чего именно он предназначен и как подобрать подходящий настольный источник питания для вашей задачи? Мы рассмотрим всё это и многое другое.

Что такое настольный источник питания?

Настольный источник питания обеспечивает постоянное напряжение для питания тестируемого устройства, например, печатной платы или электронного устройства. Настольный или лабораторный источник питания обычно располагается на рабочем месте инженера, отсюда и название «настольный источник питания». В этом коротком видео один из наших экспертов Keithley делает краткий обзор настольных источников питания.

Зачем вам нужен настольный источник питания?

Когда инженеру или разработчику схем необходимо протестировать устройство, обычно называемое тестируемым устройством (DUT), ему необходимо подать на него заданное напряжение или ток. Настольные источники питания позволяют инженерам устанавливать и подавать заданные напряжения для питания DUT, чтобы убедиться в его работоспособности. Если это не так, можно устранить неполадки и повторить тестирование.

Типы настольных источников питания

Хотя существует множество типов настольных источников питания, эти приборы можно в целом разделить на три категории: одноканальные и многоканальные, биполярные и униполярные, линейные и импульсные источники питания.

Одноканальные и многоканальные источники питания

Как следует из названия, одноканальный источник питания имеет один управляемый выход, тогда как многоканальный — два или более. Многоканальные источники питания обычно используются для разработки устройств с цифровой и аналоговой схемой, а также с биполярной схемой.

Биполярные и униполярные источники питания

Униполярный источник питания способен вырабатывать только положительное напряжение. Инженер технически может переключить выводы, подключенные к источнику питания, для получения отрицательного напряжения, но биполярные источники питания работают как в области положительного, так и отрицательного напряжения. Биполярные источники питания способны работать в более широком спектре областей применения, но они более дороги и сложны в эксплуатации, поэтому многие инженеры выбирают униполярный источник питания для систем постоянного тока.

Линейные и импульсные источники питания

Линейный источник питания обеспечивает высокоточные измерения с очень низким уровнем шума и минимальными помехами. Однако они, как правило, тяжелее, больше по размеру и обеспечивают меньшую мощность и меньшую эффективность. Импульсные источники питания, напротив, компактнее и обеспечивают большую мощность, но, как правило, имеют высокочастотный шум и менее точные измерения. Импульсный источник питания часто используется, когда важна плотность мощности, поскольку позволяет получить значительно большую мощность при малых габаритах, тогда как линейный источник питания используется, когда требуется питание чувствительных аналоговых схем.

Как выбрать правильный настольный блок питания

Выбор подходящего источника питания и более глубокое понимание его функций и характеристик позволяют инженерам быстрее проводить испытания и более точные измерения в лаборатории. При покупке лабораторного источника питания следует учитывать ряд факторов, но эти — самые важные.

Рассмотрите программируемый источник питания

Ручная настройка значений напряжения и предельных значений тока может быть пустой тратой драгоценного времени при проведении длительных или сложных испытаний. К счастью, большинство настольных источников питания оснащены функцией создания тестовых последовательностей, обеспечивающей базовый уровень программирования. Используя функцию тестовых последовательностей, инженер может программировать значения напряжения, предельные значения тока и время каждого этапа. Это простой способ провести сложный тест с несколькими предустановленными выходными напряжениями и временными интервалами без ручной настройки параметров источника питания, что позволяет оператору сосредоточиться на получении качественных результатов.

Выберите лабораторный источник питания с правильными пределами мощности.

Очень часто источники постоянного тока классифицируются по максимальному напряжению и максимальному току. Это невероятно полезная информация при выборе подходящего источника питания, но не забывайте также обращать внимание на ограничения по мощности.

Например, 2260B-30-72  может выдавать напряжение до 30 В или ток силой 72 А, но имеет ограничение по мощности 720 Вт. Это означает, что блок питания может выдавать напряжение 30 В, но не ток силой 72 А, так как это привело бы к ограничению мощности. С помощью этой формулы инженеры могут определить генерируемую мощность:

В большинстве случаев, если мощность, рассчитанная по этому уравнению, ниже предельной мощности лабораторного источника питания, он должен работать нормально.

Выберите настольный источник питания с дистанционным контролем напряжения

Для максимально точного измерения напряжения рекомендуется использовать настольный источник питания, оснащённый выносным вольтметром или выносным датчиком. Это позволяет получать точные показания напряжения на проверяемом устройстве, а не на его входных клеммах, компенсируя падение напряжения на измерительных проводах. Учитывая, что большинство стандартных измерительных проводов длиной около 3 футов (около 90 см) имеют сопротивление около 50 мОм (около 100 мОм для пары), при использовании проверяемого устройства с низким сопротивлением на проводах может наблюдаться значительное падение напряжения.

Найдите настольный источник питания с соответствующим временем отклика.

При проведении испытаний с быстро меняющимися напряжениями или нагрузками время отклика имеет решающее значение. Время отклика — это время, необходимое источнику питания для нарастания (время нарастания) или снижения (время спада) напряжения до заданного значения. Имейте в виду, что оно часто зависит от нагрузки.

Время нарастания определяется как время, необходимое источнику питания для изменения значения от 10% до 90%. Время спада — обратный процесс, описывающий время, необходимое для изменения значения от 90% до 10%.

Время восстановления при переходном процессе — это время, необходимое источнику питания для возврата к заданному уровню после приложения нагрузки. Это более сложный параметр, который невозможно однозначно представить в качестве спецификации. Обычно он описывается несколькими параметрами: полосой установления напряжения, временем восстановления при переходном процессе и ступенчатым изменением тока нагрузки. Например, настольные источники питания Keithley серии 2200  имеют следующее значение времени восстановления при переходном процессе: «<400 мкс до 75 мВ после изменения тока нагрузки от 0,1 А до 1 А». Это означает, что при изменении тока нагрузки от 0,1 А до 1 А (ступенчатое изменение тока нагрузки) источник питания достигнет значения в пределах 75 мВ от заданного напряжения (полосой установления напряжения) менее чем за 400 мкс (время восстановления при переходном процессе).

Как использовать настольный источник питания

Лабораторный источник питания очень прост в использовании. Эти приборы подключаются к проверяемому устройству с помощью проводов, вставленных в приборную панель. Используя дисплей на передней панели, инженеры могут задавать напряжение или ток для питания проверяемого устройства. Большинство лабораторных источников питания могут работать в двух режимах: постоянного напряжения и постоянного тока.

Работа в режиме постоянного напряжения (CV) и постоянного тока (CC)

Важной функцией настольного источника питания является возможность работы в режимах стабилизации тока (CC) и напряжения (CV). В режиме CV источник питания регулирует выходное напряжение в соответствии с пользовательскими настройками. В режиме CC источник питания регулирует ток. Характеристики источника питания различаются в режимах CV и CC, что определяется пользовательскими настройками и сопротивлением нагрузки. В любой момент времени источник питания регулирует либо напряжение, либо ток, соответствуя заданным параметрам в пределах точности прибора.

В режиме постоянного напряжения выходное напряжение соответствует заданному в пределах точности прибора. Ток определяется сопротивлением нагрузки.

В режиме постоянного тока выходной ток соответствует установленному пределу тока. Напряжение определяется сопротивлением нагрузки.

Вы можете определить эти значения, используя закон Ома, который приведен ниже. Если вы хотите быть особенно осторожны, включите измерительные провода в измерение сопротивления.

Работа источников питания в параллельном и последовательном режиме

Если для ваших испытаний требуется больше мощности, вы можете подключить несколько настольных источников питания параллельно или последовательно, чтобы увеличить доступное напряжение или ток.

Последовательное соединение: для увеличения напряжения подключите положительный выход одного источника питания к отрицательному выходу другого, затем подключите оставшиеся положительный и отрицательный выходы к проверяемому устройству.

Параллельная работа: Для увеличения тока подключите оба положительных выхода к одной клемме проверяемого устройства, а оба отрицательных выхода — к другой клемме проверяемого устройства.

Обязательно ознакомьтесь с инструкцией по эксплуатации блока питания, если используете функцию удалённого контроля при объединении выходов. В некоторых конфигурациях или при использовании двух разных блоков питания это может быть невозможно.

Найдите лучший настольный или специализированный источник питания для вашего применения