Вчимося працювати з лабораторними джерелами живлення

Посилання на сторінку сайту Магазину Gtest(R) з номенклатурою джерел живлення постійного струму, а також рекомендовані прилади та статті для подальшої самоосвіти - наприкінці цієї Розділу

ВСТУП

Сучасні архітектури електронного та електротехнічного обладнання пред'являють більш високі вимоги до систем харчування постійного струму, що розробляються, при невиконанні яких (вимог) часто призводить до проблем при проектуванні і розробках.

У цій інструкції зроблено спробу надати допомогу інженерам-розробникам у розумінні проблем, пов'язаних з лабораторними блоками живлення постійного струму, та запропонувати чотири способи розвитку навичок роботи з такого роду приладами, щоб мати можливість вирішувати проблеми під час проектування.

Дане коротке есе містить такі теми:

Як виставити постійну напругу та постійний струм

Як досягти підвищення значень напруги чи струму

Як боротися з несподіваними температурними ефектами

Робота з чутливими до шумів приладом

Порада 1:

Як встановити постійну напругу та постійний струм

Однією з найважливіших концепцій для тих, хто використовує джерела живлення, є розуміння сутності постійної напруги (CV) та постійного струму (CC). Ось кілька основних правил, які допоможуть фахівцям розпочати роботу:

Вихід джерела живлення може працювати в режимі CV або CC залежно від налаштування напруги, налаштування обмеження струму та опору навантаження.

Якщо струм навантаження низький і споживане значення струму менше його налаштування, джерело живлення буде працювати в режимі CV. Напруга регулюється, підтримуючи постійне значення, а струм визначається навантаженням.

Якщо струм навантаження високий і навантаження намагається споживати струм, що перевищує задане значення, джерело живлення обмежить струм до значення поточної настройки і буде працювати в режимі CC. Струм регулюється напругою, що визначається навантаженням.

Більшість джерел живлення сконструйовано таким чином, що їх оптимізовано для роботи в режимі постійної напруги. Це означає, що джерело живлення спочатку перевірить налаштування напруги та відрегулює всі інші вторинні змінні для досягнення запрограмованого налаштування напруги.

При розгляді безлічі пропозицій зупиніть свій вибір на такому джерелі живлення, яке підтримує постійну напругу навіть у динамічному середовищі, але також може забезпечувати величину постійного струму, коли це необхідно.

Порада 2:

Досягніть підвищення напруги або струму

Підключіть кілька блоків живлення для досягнення більших величин напруги або струму.

Можуть виникнути ситуації, коли вам буде потрібна більша напруга або струм, ніж може забезпечити джерело живлення. Ось кілька простих кроків для підключення двох або більше джерел живлення для задоволення цих потреб. Для вищої напруги підключіть виходи джерела живлення послідовно, а для вищого струму – паралельно.

Налаштуйте вихід кожного джерела живлення незалежно так, щоб сума напруги або струму давала загальне бажане значення.

Для вищої напруги спочатку встановіть для кожного виходу максимально бажану межу струму, яка може безпечно витримати навантаження. Потім порівну розподіліть загальну бажану напругу на кожен вихід блоку живлення. Наприклад, якщо ви використовуєте три виходи, встановіть для кожного третину загальної необхідної напруги.

Ніколи не перевищуйте номінальну плаваючу напругу (ізоляція вихідних клем) будь-якого з виходів. Ніколи не піддавайте будь-який із виходів джерела живлення зворотній напрузі.

Підключайте послідовно лише виходи з однаковими номіналами напруги та струму.

Для більш високого струму порівну розподіліть спільну бажану межу струму на кожне джерело живлення.

Один вихід повинен працювати в режимі постійної напруги (CV), а інший/інші у режимі постійного струму (CC).

Вихідне навантаження повинне споживати достатній струм, щоб підтримувати вихід(и) CC у режимі CC.

Паралельно підключайте лише виходи з однаковими номіналами напруги та струму.

Встановіть напругу виходів CC на значення, яке трохи перевищує значення напруги виходів CV.

Фактичне напруження на виходах CC визначається навантаженням (див. пораду 1). При паралельному налаштуванні вихід CV визначає напругу на навантаженні та виходах CC. Блок CV буде подавати струм, достатній лише задоволення загальної потреби навантаження.

Порада 3:

Боротьба з несподіваними температурними ефектами

Розрахуйте та застосуйте температурні коефіцієнти

Залежно від температури змінюються не тільки пристрої, що тестуються, але й інструменти, які ви використовуєте для вимірювань. У холодний зимовий день здійснювалися тести літій-іонних батарей при тому, що ці батареї зберігалися при кімнатній температурі і виявили, що напруга елементів з часом зростала, а не падала, як це очікувалося.

Зниження кімнатної температури в нічний час збільшувало напругу елемента - ефект виявився сильнішим, ніж очікуване зниження напруги внаслідок саморозрядження елемента протягом дня. Оскільки блоки живлення, які застосовуються для подачі живлення на елементи, також різняться в залежності від температури, може знадобитися застосування температурних коефіцієнтів, щоб правильно охарактеризувати вихідну напругу з точністю до мікровольт.

Порада 4.

Робота з чутливими до шумів Вимірювальними Пристроями (ІП)

Два способи мінімізувати шум:

Якщо ваш тестований пристрій (DUT) чутливий до шуму, необхідно зробити все можливе, щоб мінімізувати шум на вході живлення постійного струму. Найпростіше, що можна зробити, це використовувати малошумливий блок живлення. Але якщо у вас його немає, ще кілька речей, які ви можете зробити.

Придивіться до з'єднань

З'єднання між джерелом живлення і пристроєм, що тестується, можуть бути чутливі до перешкод, наприклад, до шуму, що виникає через індуктивного або ємнісного зв'язку. Існує кілька способів зниження шуму, але найбільш ефективним є використання екранованих двопровідних кабелів для підключення навантаження та датчиків. Переконайтеся, що екран підключено до заземлення лише на одному кінці.

Не підключайте екран до землі на обох кінцях, оскільки можуть виникнути контури заземлення. Струм контуру заземлення можуть створювати напругу в кабелях, яка сприймається пристроєм, що перевіряється, як шум.

Балансний вихід до опору землі.

Синфазний шум генерується, коли синфазний струм тече зсередини джерела живлення на землю і створює напругу на опорах землі, включаючи опір кабелю. Щоб звести до мінімуму вплив синфазного струму, вирівняйте повний опір плюсових та мінусових вихідних клем джерела живлення щодо землі. Вам також слід вирівняти імпеданс між плюсовою та мінусовою вхідними клемами ІУ та землею. Для виконання цього завдання використовуйте синфазний дросель послідовно з вихідними висновками і конденсатор, що шунтує, між кожним висновком і землею.

Магазин Gtest® пропонує широкий вибір лабораторних блоків живлення, ознайомитись з якими можна на відповідній сторінці нашого сайту. 

Магазин Gtest® - офіційний постачальник джерел (блоків) живлення постійного струму в Україну: https://gtest.com.ua/izmeritelnee-pribory/bloky-pitaniya