Programmeeritava toiteallika tutvustus ja õpetus!: 7 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Kui olete kunagi mõelnud programmeeritavate toiteallikate üle, peate selle juhendi läbima, et saada programmeeritava toiteallika kohta täielikke teadmisi ja praktilisi näiteid.

Samuti kõik, kes on elektroonikahuvilised, palun lugege läbi see juhend, et uurida uusi huvitavaid asju….

Püsige lainel !!

Samm: mis on programmeeritav toiteallikas ja mis muudab selle erinevaks?

Uue juhendatava üleslaadimisest on möödunud aega. Nii et mõtlesin kiiresti üles laadida uue juhendi väga vajalikule tööriistale (igale harrastajale/elektroonikahuvilisele/professionaalile), mis on programmeeritav toiteallikas.

Niisiis, siin tekib esimene küsimus, et mis on programmeeritav tarne?

Programmeeritav toiteallikas on lineaarne toiteallikas, mis võimaldab täielikult kontrollida seadme väljundpinget ja -voolu digitaalse liidese/analoogi/RS232 kaudu.

Mis teeb selle erinevaks traditsioonilisest LM317/LM350/mis tahes muust IC -põhisest lineaarsest toiteallikast? Vaatame peamisi erinevusi.

1) Peamine suur erinevus on kontroll:

Üldiselt töötab meie traditsiooniline LM317/LM350/mis tahes muu IC -põhine toide CV (konstantse pinge) režiimis, kus meil pole voolu üle kontrolli. Koormus tõmbab voolu vastavalt vajadusele, kus me seda kontrollida ei saa. programmeeritavat toiteallikat, saame nii pinge- kui ka vooluvälju eraldi juhtida.

2) Juhtimisliides:

Meie LM317/LM350 -põhises toites keerame potti ja väljundpinge varieerub vastavalt.

Võrdluseks - programmeeritava toiteallika puhul saame parameetreid määrata numbriklahvistiku abil või muuta seda pöördkodeerija abil või isegi juhtida parameetreid arvuti kaudu.

3) Väljundkaitse:

Kui lühendame oma traditsioonilise toite väljundit, vähendab see pinget ja toidab kogu voolu. Nii et lühikese aja jooksul on juhtkiip (LM317/LM350/mis tahes muu) ülekuumenemise tõttu kahjustatud.

Kuid võrdluseks: programmeeritavas toites saame lühise tekkimisel väljundi täielikult sulgeda (kui tahame).

4) kasutajaliides:

Üldiselt peame traditsioonilises toites ühendama multimeetri, et kontrollida iga kord väljundpinget. Lisaks on väljundvoolu kontrollimiseks vaja ka vooluandurit/täpset klambrimõõdikut.

(NB: Palun kontrollige minu siin kirjeldatud 3A muutuva pingi toiteallikat, mis koosneb sisseehitatud pinge ja voolu näidust värvilisel ekraanil)

Peale selle on programmeeritaval toitel sisseehitatud ekraan, mis näitab kogu vajalikku teavet, nagu praegune pinge/vooluvõimendi/seadistatud pinge/määratud võimendi/töörežiim ja palju muid parameetreid.

5) Väljundite arv:

Oletame, et soovite käivitada OP-AMP-põhise vooluahela/heliahela, kus vajate kõiki Vcc, 0v ja GND. Meie lineaarne toide annab ainult Vcc & GND (ühe kanaliga väljund), nii et te ei saa seda tüüpi vooluringi käivitada kasutades lineaarset toiteallikat (vajate kahte neist järjestikku ühendatud).

Võrdluseks - tavalisel programmeeritaval toitel on vähemalt kaks väljundit (mõnel kolm), mis on elektrooniliselt isoleeritud (ei kehti iga programmeeritava toite kohta) ja saate hõlpsalt neid järjestikku ühendada, et saada vajalik Vcc, 0, GND.

Samuti on palju erinevusi, kuid need on peamised peamised erinevused, mida ma kirjeldasin. Loodetavasti saate idee programmeeritava toiteallika kohta.

Lisaks on programmeeritava toiteallika väljundis võrreldes SMPS -iga väga vähe müra (soovimatud vahelduvvoolu komponendid/elektrilised naastud/EMF jne) (kuna see on lineaarne).

Nüüd liigume järgmise sammu juurde!

NB! Minu videot minu programmeeritava toiteallika Rigol DP832 kohta saate vaadata siit.

Samm: mis on mis tahes toiteallika CV ja CC režiim?

See on paljudele meist CV -de ja CC -de osas väga segane. Me teame täielikku vormi, kuid paljudel juhtudel pole meil õiget ideed nende toimimiseks. Vaatame mõlemat režiimi ja võrdle, kuidas nad oma tööperspektiivist erinevad.

CV (konstantse pinge) režiim:

CV -režiimis (olgu toiteallika/akulaadija/peaaegu kõik, millel see on), säilitab seade üldjuhul konstantse väljundpinge väljundis, mis ei sõltu sellest võetud voolust.

Nüüd võtame näite.

Näiteks on mul 50w valge LED, mis töötab 32v ja tarbib 1,75A. Nüüd, kui kinnitame LED -i toiteallikale pideva pinge režiimis ja seadistame toite 32v -le, reguleerib toide väljundpinget ja säilitab see 32V juures. See ei jälgi LED -i tarbitud voolu.

Aga

Seda tüüpi LED -id tõmbavad kuumemaks muutudes rohkem voolu (st see võtab rohkem voolu kui andmelehel määratud vool, st 1,75A ja võib ulatuda 3,5A -ni. Kui paneme selle LED -i toiteallika CV -režiimi, see ei vaata tõmmatud voolu ja reguleerib ainult väljundpinget ja seega on LED pika aja jooksul kahjustatud liigse voolutarbimise tõttu.

Siin tuleb mängu CC režiim !!

CC (konstantse voolu/voolu juhtimise) režiim:

CC -režiimis saame määrata MAX -voolu, mida tõmbab iga koormus, ja saame seda reguleerida.

Näiteks seadisime pingeks 32v ja seadisime maksimaalseks vooluks 1,75A ning ühendasime toiteallikaga sama LED -i. Mis nüüd saab? Lõpuks läheb LED kuumaks ja proovib toiteallikast rohkem voolu tõmmata., meie toiteallikas säilitab väljundis sama võimendi, st 1,75, vähendades pinget (lihtne Ohmi seadus) ja seega salvestatakse meie LED pikas perspektiivis.

Sama kehtib ka aku laadimise kohta, kui laadite SLA/Li-ion/LI-po akut. Laadimise esimeses osas peame reguleerima voolu, kasutades CC-režiimi.

Võtame veel ühe näite, kus soovime laadida 4,2v/1000mAh akut, mis on hinnatud 1C (st saame laadida akut maksimaalse vooluga 1A). Kuid ohutuse huvides reguleerime voolu maksimaalselt 0,5 C ehk 500mA.

Nüüd seadistame toiteallikaks 4,2 V ja maksimaalse voolu väärtuseks 500 mA ning kinnitame aku selle külge. Nüüd proovib aku esmakordsel laadimisel toiteallikast rohkem voolu välja võtta, kuid meie toiteallikas reguleerib voolu pinget veidi langetades. Kuna aku pinge lõpuks tõuseb, on potentsiaalne erinevus toiteallika ja aku vahel väiksem ning aku vooluhulk väheneb. Nüüd, kui laadimisvool (aku vool) langeb alla 500 mA, lülitub toide sisse CV -režiimile ja hoiab väljundis stabiilset 4,2 V, et laadida aku ülejäänud aja jooksul!

Huvitav, kas pole?

3. samm: seal on nii palju !!

Paljud programmeeritavad toiteallikad on saadaval erinevatelt tarnijatelt. Nii et kui loete endiselt ja otsustate selle hankida, peate kõigepealt otsustama mõned parameetrid!

Iga toiteallikas erineb üksteisest täpsuse, väljundkanalite arvu, koguvõimsuse, maksimaalse pinge-voolu/väljundi jne poolest.

Nüüd, kui soovite seda omada, siis kõigepealt otsustate, milline on maksimaalne väljundpinge ja -vool, millega tavaliselt oma igapäevaseks kasutamiseks töötate! Seejärel valige erinevate vooluahelatega töötamiseks vajalike väljundkanalite arv. Siis tuleb koguvõimsus, st kui palju maksimaalset võimsust vajate (P = VxI valem). Seejärel minge liidese juurde, nagu vajate numbriklahvistikku/pöördkodeerija stiili või vajate analoog -tüüpi liidest jne.

Nüüd, kui olete otsustanud, tuleb lõpuks peamine oluline tegur, st hinnakujundus. Valige see oma eelarve järgi (ja ilmselgelt kontrollige, kas ülaltoodud tehnilised parameetrid on selle piires saadaval).

Ja lõpuks, kuid mitte vähemtähtis, vaadake kindlasti tarnijat. Soovitan teil osta hea mainega tarnijalt ja ärge unustage kontrollida teiste klientide tagasisidet.

Võtame nüüd näite:

Ma töötan üldiselt digitaalsete loogikaahelate/mikrokontrolleritega seotud vooluahelatega, mis vajavad üldiselt 5v/max 2A (kui kasutan mõnda sellist mootorit ja muud sellist).

Mõnikord töötan ka heliahelatega, mis vajavad kuni 30v/3A ja ka kahekordset toiteallikat. Seega valin toiteallika, mis võib anda maksimaalselt 30v/3A ja millel on kaks elektrooniliselt isoleeritud kanalit. (St iga kanal võib toita 30v/3A ja neil ei ole ühist GND -raudteed ega VCC -rööpa). Ma ei vaja üldiselt ühtegi väljamõeldud numbriklahvistikku! (Aga muidugi aitavad need palju). Nüüd on minu maksimaalne eelarve 500 dollarit. Nii et ma valib toiteallika vastavalt minu eespool nimetatud kriteeriumidele …

4. samm: minu toiteallikas…. Rigol DP832

Nii et vastavalt minu vajadustele on Rigol DP832 minu jaoks ideaalne varustus (JÄLLE, MINU ARVAMUSEL TUGEV).

Nüüd vaatame seda kiiresti. Sellel on kolm erinevat kanalit. Ch1 ja Ch2/3 on elektrooniliselt isoleeritud. Ch1 ja Ch2 võivad mõlemad anda maksimaalselt 30v/3A. Neid saab järjestikku ühendada, et saada kuni 60v (max vool on 3A). Samuti saate neid paralleelselt ühendada, et saada maksimaalselt 6A (max pinge on 30v). Ch2 & Ch3 -l on ühine alus. Ch3 võib anda max 5v/3A, mis sobib digitaalahelate jaoks. Kõigi kolme kanali koguväljundvõimsus on 195 vatti. See maksis mulle Indias umbes 639 dollarit (siin Indias on see pisut kallis võrreldes Rigoli saidiga, kus seda imporditasude tõttu mainitakse 473 dollariga) ja maksud..)

Saate valida erinevaid kanaleid, vajutades vastava kanali valimiseks nuppu 1/2/3. Iga üksik kanal saab vastavate lülitite abil sisse/välja lülitada. Samuti saate need korraga sisse/välja lülitada teise spetsiaalse lüliti nimega Kõik sisse/välja. Juhtimisliides on täiesti digitaalne. See pakub numbriklaviatuuri mis tahes pinge/voolu otseseks sisestamiseks. Samuti on olemas pöördkodeerija, mille kaudu saate parameetreid järk -järgult suurendada/vähendada.

Volt/Milivolt/Amp/Miliamp - soovitud olemi sisestamiseks on olemas neli spetsiaalset klahvi. Neid klahve saab kasutada ka kursori ülemise/alumise/parema/vasaku liigutamiseks.

Ekraani all on viis klahvi, mis toimivad vastavalt lülitite kohal kuvatud tekstile. Näiteks kui ma tahan OVP (ülepingekaitse) sisse lülitada, pean vajutama vasakult kolmandat lülitit OVP sisselülitamiseks.

Toiteplokil on iga kanali jaoks OVP (ülepingekaitse) ja OCP (ülevoolukaitse).

Oletame, et tahan käivitada vooluahela (mis talub maksimaalselt 5v), kus suurendan järk -järgult pinget 3,3v -lt 5v -le. Nüüd, kui ma kogemata panin pinget üle 5v, keerates nuppu ja mitte vaadates ekraani, vooluahel praetakse. Sel juhul hakkab OVP tööle. Ma seadistan OVP väärtuseks 5 v. Nüüd suurendan järk -järgult pinget 3,3 V -lt ja kui 5 V piir on saavutatud, lülitatakse kanal kaitseks välja koormus.

Sama kehtib ka OCP kohta. Kui määran teatud OCP väärtuse (näiteks 1A), lülitatakse väljund välja alati, kui koormuse poolt tõmmatud vool jõuab selle piirini.

See on teie väärtusliku disaini kaitsmiseks väga kasulik funktsioon.

Samuti on palju muid funktsioone, mida ma praegu ei selgita. Näiteks on olemas taimer, mille abil saate luua teatud lainekuju, nagu ruut/saehammas jne. Samuti saate teatud aja möödudes mis tahes väljundi sisse/välja lülitada.

Mul on madalama eraldusvõimega mudel, mis toetab pinge/voolu lugemist kuni kahe kümnendkoha täpsusega. Näiteks: kui määrate selle väärtuseks 5v ja lülitate väljundi sisse, kuvatakse ekraanil 5.00 ja sama kehtib ka voolu kohta.

5. samm: piisab rääkimisest, lülitame mõne asja üles (ka CV/CC režiim vaadatud uuesti!)

Nüüd on aeg koormus ühendada ja see sisse lülitada.

Vaadake esimest pilti, kus olen ühendanud oma isetehtud näivkoorma toiteallika 2. kanaliga.

Mis on näiv koormus:

Näiv koormus on põhimõtteliselt elektriline koormus, mis tõmbab voolu mis tahes toiteallikast. Kuid tegeliku koormuse korral (nagu pirn/mootor) on voolutarve konkreetse pirni/mootori jaoks fikseeritud. Kuid näiv koormuse korral saame reguleerige koormusega tõmmatud voolu poti võrra, st saame suurendada/vähendada energiatarbimist vastavalt meie vajadustele.

Nüüd näete selgelt, et koormus (puidust kast paremal) tõmbab toiteallikast 0.50A. Nüüd vaatame toiteploki ekraani. Näete, et kanal 2 on sisse lülitatud ja ülejäänud kanalid on välja lülitatud (Roheline ruut asub kanali 2 ümber ja kuvatakse kõik väljundparameetrid, nagu pinge, vool, koormuse hajutatud võimsus). See näitab pinget 5v, voolu 0,53A (mis on õige ja minu näiv koormus on pisut väiksem, st 0,50A) ja koormuse hajutatud koguvõimsus, st 2,650W.

Nüüd vaatame toiteallika ekraani teisel pildil ((ekraani suurendatud pilt). Mul on pinge 5v ja maksimaalne vool on seatud 1A -le. Toide annab väljundis stabiilse 5v. selles punktis tõmbab koormus 0,53A, mis on väiksem kui seadistatud vool 1A, nii et toide ei piira voolu ja režiim on CV -režiim.

Nüüd, kui koormuse tõmmatud vool jõuab 1A -ni, läheb toide CC -režiimi ja alandab pinget, et väljundis püsiv 1A vool säilitada.

Nüüd kontrollige kolmandat pilti. Siin näete, et näiv koormus on 0,99A. Nii et sellises olukorras peaks toiteallikas pinget alandama ja väljundis tegema 1A voolu.

Vaatame neljandat pilti (ekraani suurendatud pilt), kus näete, et režiim on muudetud CC -ks. Toiteallikas on vähendanud pinget 0,28 v -ni, et säilitada koormusvool 1A juures. Jällegi võidab oomi seadus !!!!

Samm 6: Lõbutseme … Aeg täpsuse testimiseks

Nüüd tuleb siin iga toiteallika kõige olulisem osa, st täpsus. Nii et selles osas kontrollime, kui täpsed seda tüüpi programmeeritavad toiteallikad tegelikult on!

Pinge täpsuse test:

Esimesel pildil olen seadnud toiteallikaks 5v ja näete, et minu hiljuti kalibreeritud Fluke 87v multimeeter näitab 5.002v.

Nüüd vaatame teise pildi andmelehte.

Ch1/Ch2 pinge täpsus jääb allpool kirjeldatud vahemikku:

Seadke pinge +/- (.02% seadistatud pingest + 2 mv). Meie puhul olen multimeetri ühendanud Ch1-ga ja seadistatud pinge on 5v.

Seega on väljundpinge ülempiir järgmine:

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

& väljundpinge alumine piir on:

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

Minu hiljuti kalibreeritud Fluke 87v tööstusstandardi multimeeter näitab 5.002v, mis jääb ülaltoodud arvutuste vahemikku. Pean ütlema, et väga hea tulemus !!

Praegune täpsuskatse:

Vaadake uuesti praeguse täpsuse andmelehte. Nagu kirjeldatud, on kõigi kolme kanali praegune täpsus järgmine:

Seadke vool +/- (.05% seadistatud voolust + 2mA).

Nüüd vaatame kolmandat pilti, kus olen seadnud maksimaalseks voolutugevuseks 20 mA (toiteallikas läheb CC -režiimi ja proovin säilitada 20 mA, kui ma multimeetri kinnitan) ja minu multimeeter näitab 20, 48 mA.

Nüüd arvutame kõigepealt vahemiku.

Väljundvoolu ülemine piir on:

20mA + (0,05% 20mA + 2mA), st 22,01 mA.

Väljundvoolu alumine piir on:

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

Minu usaldusväärne Fluke loeb 20,48 mA ja see väärtus jääb ülaltoodud arvutusvahemikku. Jällegi saime praeguse täpsuskatse jaoks hea tulemuse. Toiteallikas ei petnud meid…

Samm: lõplik kohtuotsus…

Nüüd oleme jõudnud viimase osa juurde…

Loodetavasti saaksin anda teile väikese idee selle kohta, mis on programmeeritavad toiteallikad ja kuidas need toimivad.

Kui suhtute elektroonikasse tõsiselt ja teete tõsiseid projekte, arvan, et teie arsenalis peaks olema mis tahes tüüpi programmeeritav toiteallikas, sest meile sõna otseses mõttes ei meeldi oma väärtuslikke disainilahendusi mõne juhusliku ülepinge/ülevoolu/lühise tõttu praadida.

Mitte ainult seda, vaid ka seda tüüpi toiteallikaga saame täpselt laadida igat tüüpi Li-po/Li-ion/SLA akusid, kartmata süttimist/spetsiaalset laadijat (kuna Li-po/Li-ion akud on tuleohtlik, kui nõuetekohased laadimisparameetrid ei vasta!).

Nüüd on aeg hüvasti jätta!

Kui arvate, et see Instructable kõrvaldab kõik meie kahtlused ja kui olete sellest midagi õppinud, siis pöidlad pihku ja ärge unustage tellida! Vaadake palun ka minu hiljuti avatud YouTube'i kanalit ja avaldage oma väärtuslikke arvamusi!

Head õppimist….

Adios !!