Въведение и урок за програмируемо захранване!: 7 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Ако някога сте се чудили за програмируеми захранвания, тогава трябва да преминете през тази инструкция, за да получите пълни познания и практически пример за програмируемо захранване.

Също така всеки, който се интересува от електроника, моля, преминете през тази инструкция, за да проучите някои нови интересни неща …

Останете на линия !!

Стъпка 1: Какво е програмируемо захранване и с какво се различава?

Мина доста време, откакто качих всеки нов инструктаж. Затова реших бързо да кача нов инструктаж на много необходим инструмент (за всички любители/електронни ентусиасти/професионалисти), който е програмируемо захранване.

И така, тук възниква първият въпрос, какво е програмируемо захранване?

Програмируемото захранване е вид линейно захранване, което позволява пълен контрол на изходното напрежение и ток на устройството чрез цифров интерфейс/аналогов/RS232.

И така, какво го отличава от традиционното LM317/LM350/всяко друго линейно захранване на базата на IC? Нека да разгледаме основните разлики.

1) Основната голяма разлика е контролът:

Като цяло традиционните ни LM317/LM350/всякакви други базирани на IC захранвания работят в режим на CV (постоянно напрежение), където нямаме контрол върху тока. програмируемо захранване, можем да контролираме както полетата за напрежение, така и за ток поотделно.

2) Интерфейсът за управление:

В нашето LM317/LM350 базирано захранване обръщаме гърне и изходното напрежение варира съответно.

За сравнение, в програмируемо захранване можем или да зададем параметрите с помощта на цифрова клавиатура, или можем да го променим с помощта на въртящ се енкодер или дори можем да контролираме параметрите от компютър дистанционно.

3) Защита на изхода:

Ако скъсим изхода на традиционното ни захранване, той ще намали напрежението и ще осигури пълния ток. Така че в рамките на кратък период контролният чип (LM317/LM350/всеки друг) се поврежда поради прегряване.

Но за сравнение, в програмируемо захранване можем да затворим изхода напълно (ако искаме), когато възникне късо съединение.

4) Потребителският интерфейс:

Като цяло при традиционно захранване трябва да прикачваме мултицет, за да проверяваме изходното напрежение всеки път. Освен това е необходим токов сензор/точен измервателен уред за проверка на изходния ток.

(Забележка: Моля, проверете моето 3A променливо захранване, което можете да инструктирате тук, което се състои от вградено отчитане на напрежение и ток на цветен дисплей)

Освен това, в програмируемо захранване, той има вграден дисплей, който показва цялата необходима информация като текущо напрежение/токов усилвател/зададено напрежение/зададен усилвател/режим на работа и много други параметри.

5) Брой изходи:

Да предположим, че искате да стартирате OP/AMP базирана верига/аудио верига, където ще ви трябват всички Vcc, 0v и GND. Нашето линейно захранване ще дава само Vcc & GND (едноканален изход), така че не можете да стартирате този тип верига използвайки линейно захранване (ще ви трябват две последователно свързани).

За сравнение, типично програмируемо захранване има минимум два изхода (някои имат три), които са изолирани по електронен път (не е вярно за всяко програмируемо захранване) и можете лесно да ги присъедините последователно, за да получите необходимите Vcc, 0, GND.

Има и много разлики, но това са основните ключови разлики, които описах. Надяваме се, че ще получите представа какво е програмируемо захранване.

Също така, в сравнение със SMPS, програмируемото захранване има много малък шум (нежелани компоненти на променлив ток/електрически шипове/ЕМП и т.н.) на изхода (тъй като е линеен).

Сега нека преминем към следващата стъпка!

Забележка: Можете да проверите видеото ми относно моето програмируемо захранване Rigol DP832 тук.

Стъпка 2: Какво представлява CV и CC режим на всяко захранване?

Това е много объркващо за много от нас, когато става въпрос за CV и CC. Ние знаем пълната форма, но в много случаи нямаме правилната идея как работят. Нека да разгледаме и двата режима и направете сравнение за това как се различават от работната си гледна точка.

CV (постоянно напрежение) режим:

В режим CV (независимо дали има захранване/зарядно устройство за батерии/почти всичко, което го има), оборудването обикновено поддържа постоянно изходно напрежение на изхода, независимо от тока, извлечен от него.

Сега нека вземем пример.

Например, имам бял светодиод 50w, който работи на 32v и консумира 1.75A. Сега, ако прикачим светодиода към захранването в режим на постоянно напрежение и зададем захранването на 32v, захранването ще регулира изходното напрежение и ще поддържа то така или иначе на 32v. Няма да следи тока, консумиран от светодиода.

Но

Този тип светодиоди извличат по -голям ток, когато станат по -горещи (т.е. те ще изтеглят по -голям ток от посочения ток в листа с данни, т.е. 1.75A и могат да достигнат до 3.5A. той няма да гледа изтегления ток и само ще регулира изходното напрежение и по този начин светодиодът ще се повреди в крайна сметка в дългосрочен план поради прекомерна консумация на ток.

Тук CC режимът влиза в действие !!

CC (постоянен ток/текущ контрол) режим:

В режим CC можем да зададем МАКСИМАЛНИЯ ток, извлечен от всяко натоварване и можем да го регулираме.

Например, задаваме напрежение на 32v и задаваме максималния ток на 1.75A и прикрепяме същия светодиод към захранването. Сега какво ще се случи? В крайна сметка светодиодът ще стане по -горещ и ще се опита да изтегли повече ток от захранването. Сега този път, нашето захранване ще поддържа същия усилвател, т.е. 1,75 на изхода, като намали напрежението (прост закон на Ом) и по този начин нашият светодиод ще бъде запазен в дългосрочен план.

Същото важи и за зареждането на батерията, когато зареждате която и да е SLA/Li-ion/LI-po батерия.

Да вземем друг пример, когато искаме да заредим батерия от 4.2v/1000mah, която е с номинална стойност 1C (т.е. можем да зареждаме батерията с максимален ток от 1A). Но от съображения за безопасност ще регулираме тока до максимум 0.5 C, т.е. 500 mA.

Сега ще настроим захранването на 4.2v и ще зададем максималния ток на 500mA и ще прикачим батерията към него. Сега батерията ще се опита да извлече повече ток от захранването за първо зареждане, но нашето захранване ще регулира тока чрез понижаване на напрежението малко. Тъй като напрежението на батерията в крайна сметка ще се повиши, разликата в потенциала ще бъде по -малка между захранването и батерията и токът, извлечен от батерията, ще бъде намален. падне под 500mA, захранването ще премине в CV режим и ще поддържа стабилни 4.2v на изхода, за да зарежда батерията през останалото време!

Интересно, нали?

Стъпка 3: Има толкова много навън !!

Много програмируеми захранвания се предлагат от различни доставчици, така че ако все още четете и сте решени да получите такъв, първо трябва да решите някои параметри !!

Всеки и всеки източник на захранване се различават един от друг по отношение на точността, без изходни канали, обща изходна мощност, максимално напрежение-ток/изход и др.

Сега, ако искате да притежавате такъв, тогава първо решавате кое е максималното изходно напрежение и ток, с които обикновено работите за ежедневната си употреба! След това изберете броя на изходните канали, от които се нуждаете, за да работите с различни схеми наведнъж. Тогава идва общата изходна мощност, т.е. колко максимална мощност ви е необходима (P = VxI формула). След това отидете за интерфейса като или имате нужда от цифрова клавиатура/ротационен енкодер или имате нужда от интерфейс от аналогов тип и т.н.

Сега, ако сте решили, най -накрая идва основният важен фактор, т.е. ценообразуването. Изберете един според вашия бюджет (и очевидно проверете дали в него са налични посочените по -горе технически параметри).

И не на последно място, очевидно погледнете доставчика. Бих ви препоръчал да купувате от реномиран доставчик и не забравяйте да проверите обратната връзка (дадена от други клиенти).

Сега нека вземем един пример:

Обикновено работя с цифрови логически схеми/схеми, свързани с микроконтролер, които обикновено се нуждаят от 5v/max 2A (ако използвам някои двигатели и други подобни).

Също така понякога работя върху аудио схеми, които се нуждаят от 30v/3A и също двойно захранване. Така че ще избера захранване, което може да даде максимум 30v/3A и да има два електронно изолирани канала (т.е. всеки канал може да захранва 30v/3A и те няма да имат никакви общи GND релси или VCC релси). Обикновено не се нуждая от някаква изискана цифрова клавиатура като нещо! (Но разбира се те помагат много). Сега максималният ми бюджет е 500 $. Така че ще избере захранване според гореспоменатите ми критерии …

Стъпка 4: Моето захранване…. Rigol DP832

Така че според моите нужди, Rigol DP832 е перфектно оборудване за моята употреба (ОТНОВО, СТРОГО ПО МОЕТО МНЕНИЕ).

Сега нека го разгледаме набързо. Той има три различни канала. Ch1 и Ch2/3 са електронно изолирани. Ch1 и Ch2 могат да дадат максимум 30v/3A. Можете да ги свържете последователно, за да получите до 60v (максимален ток ще бъде 3A). Също така можете да ги свържете паралелно, за да получите максимум 6A (максималното напрежение ще бъде 30v). Ch2 & Ch3 има обща маса. CH3 може да даде максимум 5v/3A, което е подходящо за цифрови схеми. Общата изходна мощност на трите канала, комбинирани, е 195 W. Това ми струваше около 639 $ в Индия (Тук в Индия това е малко скъпо в сравнение със сайта на Rigol, където се споменава на 473 $ поради такси за внос и данъци..)

Можете да изберете различни канали, като натиснете бутона 1/2/3, за да изберете съответния канал. Всеки отделен канал може да бъде включен/изключен чрез съответните му ключове. Също така можете да ги включите/изключите наведнъж чрез друг специален превключвател, наречен Всички вкл./изкл. Интерфейсът за управление е изцяло цифров. Той осигурява цифрова клавиатура за директно въвеждане на всяко дадено напрежение/ток. Също така има въртящ се енкодер, чрез който можете постепенно да увеличавате/намалявате всеки даден параметър.

Volt/Milivolt/Amp/Miliamp - четири специални клавиша са налични за въвеждане на желания обект. Също така тези клавиши могат да се използват за преместване на курсора отгоре/отдолу/надясно/наляво.

Под дисплея има пет клавиша, които действат в съответствие с текста, показан на дисплея над превключвателите. Например, ако искам да включа OVP (защита от пренапрежение), тогава трябва да натисна третия превключвател отляво за да включите OVP.

Захранването има OVP (защита от пренапрежение) и OCP (защита от претоварване) за всеки канал.

Да предположим, че искам да пусна верига (която може да понася максимум 5v), където постепенно ще увелича напрежението от 3.3v на 5v. Сега, ако случайно сложа напрежение повече от 5v, като завъртя копчето и не гледам дисплея, веригата ще се изпържи. Сега в този случай OVP влиза в действие. Ще настроя OVP на 5v. Сега постепенно ще увелича напрежението от 3.3v и когато се достигне границата от 5v, каналът ще бъде изключен, за да се защити натоварването.

Същото важи и за OCP. Ако задам определена OCP стойност (например 1A), винаги когато токът, натоварен от товара, достигне тази граница, изходът ще бъде изключен.

Това е много полезна функция за защита на вашия ценен дизайн.

Също така има много други функции, които няма да обяснявам сега. Например, има таймер, чрез който можете да създадете определена форма на вълна като квадрат/трион и т.н. Също така можете да включите/изключите всеки изход след определен период от време.

Имам модел с по -ниска разделителна способност, който поддържа обратно отчитане на всяко напрежение/ток до две десетични знака. Например: Ако го настроите на 5v и включите изхода, дисплеят ще ви покаже 5.00 и същото важи и за Current.

Стъпка 5: Достатъчно говорене, нека да засилим някои неща (също, CV/CC режим се преразглежда!)

Сега е време да свържете товар и да го включите.

Погледнете първата снимка, на която съм свързал домашния си манекен с канала 2 на захранването.

Какво е фиктивен товар:

Фиктивното натоварване е основно електрическо натоварване, което черпи ток от всеки източник на захранване. Но при реално натоварване (като крушка/мотор), консумацията на ток е фиксирана за конкретната крушка/двигател. Но в случай на фиктивно натоварване можем регулираме тока, извлечен от товара от пот, т.е. можем да увеличим/намалим консумацията на енергия според нашите нужди.

Сега можете ясно да видите, че натоварването (дървена кутия вдясно) тегли 0.50A от захранването. Сега нека да разгледаме дисплея на захранването. Можете да видите, че канал 2 е включен и останалите канали са изключени (Зеленият квадрат е около канал2 и всички изходни параметри като напрежение, ток, мощност, разсеяни от товара са показани). Той показва напрежение като 5v, ток като 0.53A (което е правилно и моят фиктивен товар е четене е малко по -малко, т.е. 0.50A) и общата мощност, разсейвана от товара, т.е. 2.650W.

Сега нека да разгледаме дисплея на захранването на втората картина ((увеличена снимка на дисплея). Зададох напрежение 5v, а максималният ток е 1A. Захранването дава постоянни 5v на изхода. тази точка натоварването е 0,53A, което е по -малко от зададения ток 1A, така че захранването не ограничава тока и режимът е CV режим.

Сега, ако токът, натоварен от товара, достигне 1A, захранването ще премине в режим CC и ще намали напрежението, за да поддържа постоянен ток от 1A на изхода.

Сега проверете третата снимка. Тук можете да видите, че фиктивният товар тегли 0,99 А. Така че в тази ситуация захранването трябва да намали напрежението и да направи стабилен ток от 1A на изхода.

Нека да разгледаме 4 -тата снимка (увеличена снимка на дисплея), където можете да видите, че режимът е променен на CC. Захранването е намалило напрежението до 0,28v, за да поддържа тока на натоварване при 1A. Отново законът на ома печели !!!!

Стъпка 6: Нека се позабавляваме … Време е да тестваме точността

Сега идва най -важната част от всяко захранване, т.е. точността, така че в тази част ще проверим колко точно са точно тези програмируеми захранвания !!

Тест за точност на напрежението:

На първата снимка зададох захранването на 5v и можете да видите, че наскоро калибрираният мултицет Fluke 87v чете 5.002v.

Сега нека да разгледаме листа с данни на втората снимка.

Точността на напрежението за Ch1/Ch2 ще бъде в диапазона, както е описано по -долу:

Зададено напрежение +/- (.02% от зададеното напрежение + 2mv). В нашия случай съм прикрепил мултицета към Ch1 и зададеното напрежение е 5v.

Така че горната граница на изходното напрежение ще бъде:

5v + (.02% от 5v +.002v), т. Е. 5.003v.

& долната граница за изходното напрежение ще бъде:

5v - (.02% от 5v +.002v), т. Е. 4.997.

Моят наскоро калибриран индустриален стандартен мултицет Fluke 87v показва 5.002v, което е в определения диапазон, както сме изчислили по -горе. Много добър резултат трябва да кажа !!

Текущ точен тест:

Отново погледнете листа с данни за текущата точност. Както е описано, текущата точност за трите канала ще бъде:

Задайте ток +/- (.05% от зададения ток + 2mA).

Сега нека да разгледаме третата снимка, на която съм задал максималния ток на 20mA (Захранването ще премине в режим CC и ще се опитам да поддържам 20mA, когато ще прикача мултицет) и моят мултицет чете 20.48mA.

Сега нека първо изчислим обхвата.

Горната граница на изходния ток ще бъде:

20mA + (.05% от 20mA + 2mA), т.е. 22.01mA.

Долната граница на изходния ток ще бъде:

20mA - (.05% от 20mA + 2mA), т.е. 17.99mA.

Моят доверен Fluke чете 20.48mA и отново стойността е в горния изчислен диапазон. Отново получихме добър резултат за нашия текущ тест за точност. Захранването не ни провали….

Стъпка 7: Окончателната присъда … …

Сега стигнахме до последната част …

Надявам се, че бих могъл да ви дам малка идея за това какво са програмируемите захранвания и как работят.

Ако сериозно се занимавате с електроника и правите някои сериозни дизайни, мисля, че всеки тип програмируемо захранване трябва да присъства във вашия арсенал, защото ние буквално не обичаме да пържим нашите скъпоценни дизайни поради случайно пренапрежение/свръхток/късо съединение.

Не само това, но и с този тип захранване, ние можем точно да зареждаме всеки тип Li-po/Li-ion/SLA батерия, без да се страхуваме да се запалим/някакво специално зарядно устройство (Тъй като Li-po/Li-ion батериите са склонни към запалване, ако правилните параметри на зареждане не отговарят!).

Сега е време да се сбогуваме!

Ако смятате, че този Instructable изглажда всичките ни съмнения и ако сте научили нещо от него, моля, стискайте палци и не забравяйте да се абонирате! Също така, моля, разгледайте наскоро отворения ми канал в YouTube и дайте своите ценни мнения!

Приятно учене ….

Adios !!