Bevezetés és bemutató a programozható tápegységről!: 7 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:43

Ha valaha is kíváncsi volt a programozható tápegységekre, akkor ezt az útmutatót végig kell néznie, hogy teljes körű ismeretekkel és gyakorlati példákkal rendelkezzen a programozható tápegységekről.

Ha valaki érdeklődik az elektronika iránt, kérjük, olvassa el ezt az oktatóanyagot, hogy felfedezzen néhány új érdekes dolgot….

Maradjon velünk!!

1. lépés: Mi a programozható tápegység és mitől más?

Régóta feltöltöttem új utasításokat. Ezért gondoltam, hogy gyorsan feltöltök egy új oktatható eszközt egy nagyon szükséges eszközre (minden hobbi/elektronikus rajongó/szakember számára), amely egy programozható tápegység.

Tehát itt felmerül az első kérdés, hogy mi az a programozható ellátás?

A programozható tápegység egyfajta lineáris tápegység, amely lehetővé teszi az egység kimeneti feszültségének és áramának teljes szabályozását digitális interfész/analóg/RS232 -n keresztül.

Tehát mi különbözteti meg a hagyományos LM317/LM350/bármely más IC -alapú lineáris tápegységtől? Vessünk egy pillantást a legfontosabb különbségekre.

1) A fő nagy különbség az ellenőrzés:

A hagyományos LM317/LM350/bármely más IC -alapú tápegység általában CV (állandó feszültségű) üzemmódban működik, ahol nincs ellenőrzésünk az áram felett. A terhelés szükség szerint vonja be az áramot ott, ahol nem tudjuk szabályozni. programozható tápegység, egyenként szabályozhatjuk a feszültség és az áram mezőket.

2) A kezelőfelület:

Az LM317/LM350 alapú tápegységünkben egy edényt forgatunk, és a kimeneti feszültség ennek megfelelően változik.

Összehasonlításképpen, egy programozható tápegységben vagy beállíthatjuk a paramétereket a numerikus billentyűzet segítségével, vagy megváltoztathatjuk egy forgó kódoló segítségével, vagy akár távolról is vezérelhetjük a paramétereket egy PC -n keresztül.

3) A kimeneti védelem:

Ha rövidre zárjuk a hagyományos tápegység kimenetét, az csökkenti a feszültséget, és teljes áramot biztosít. Így rövid időn belül a vezérlő chip (LM317/LM350/bármely más) megsérül a túlmelegedés miatt.

Összehasonlításképpen: egy programozható tápegységben teljesen le tudjuk zárni a kimenetet (ha akarjuk), ha rövidzárlat következik be.

4) A felhasználói felület:

Általában egy hagyományos tápegységhez multimétert kell csatlakoztatnunk, hogy minden alkalommal ellenőrizze a kimeneti feszültséget. Emellett egy áramérzékelő/pontos szorítómérő is szükséges a kimeneti áram ellenőrzéséhez.

(Megjegyzés: Kérjük, ellenőrizze az itt ismertethető 3A változó pados tápegységet, amely a színes kijelzőn található feszültség és áram leolvasásból áll)

Ettől eltekintve egy programozható tápegységben van egy beépített kijelző, amely minden szükséges információt megjelenít, mint például az áramfeszültség/áramerősítő/beállított feszültség/beállított erősítő/üzemmód és még sok más paraméter.

5) Kimenetek száma:

Tegyük fel, hogy OP-AMP alapú áramkört/hangáramkört szeretne futtatni, ahol minden Vcc, 0v és GND szükséges. A lineáris tápegységünk csak Vcc és GND (egycsatornás kimenetet) ad, így nem tudja futtatni az ilyen típusú áramköröket lineáris tápegység használatával (kettőre sorba kell kötni őket).

Összehasonlításképpen: egy tipikus programozható tápegységnek legalább két kimenete van (némelyiknek három), amelyek elektronikusan el vannak választva (nem igaz minden programozható tápegységre), és könnyen sorba kapcsolhatja őket, hogy megkapja a kívánt Vcc, 0, GND értéket.

Sok különbség is van, de ezek a fő különbségek, amelyeket leírtam. Remélhetőleg ötletet kapsz a programozható tápegységről.

Továbbá, az SMPS -hez képest a programozható tápegység nagyon kis zajjal rendelkezik (nem kívánt váltakozó áramú alkatrészek/elektromos tüskék/EMF stb.) A kimeneten (mivel lineáris).

Most térjünk át a következő lépésre!

Megjegyzés: Itt megtekintheti a Rigol DP832 programozható tápegységemmel kapcsolatos videómat.

2. lépés: Mi az a tápegység CV & CC módja?

Sokunk számára nagyon zavaró, amikor az önéletrajz és a CC -ről van szó. Ismerjük a teljes űrlapot, de sok esetben nincs megfelelő elképzelésünk arról, hogyan működnek. Vessünk egy pillantást mindkét módra és hasonlítsa össze, hogy miben különböznek munkájuk szempontjából.

CV (állandó feszültség) üzemmód:

CV üzemmódban (legyen szó bármilyen tápegységről, akkumulátortöltőről vagy szinte bármiről, amellyel rendelkezik), a berendezés általában állandó kimeneti feszültséget tart fenn a kimenő áramtól függetlenül.

Most vegyünk egy példát.

Például van egy 50 wattos fehér LED -em, amely 32 V -ról működik, és 1,75 A -t fogyaszt. Most, ha a LED -et állandó feszültségű üzemmódban csatlakoztatjuk a tápegységhez, és 32 V -ra állítjuk a tápellátást, a tápegység szabályozza a kimeneti feszültséget és fenntartja 32V -on. Ez nem fogja figyelni a LED által fogyasztott áramot.

De

Az ilyen típusú LED -ek nagyobb áramot húznak, amikor felforrósodnak (azaz nagyobb áramot vesz fel, mint az adatlapon megadott áram, azaz 1,75A, és akár 3,5A is lehet. Ha a tápegységet CV módba állítjuk ehhez a LED -hez, nem nézi az áramot és csak a kimeneti feszültséget szabályozza, és így a LED hosszú távon megsérül a túlzott áramfelvétel miatt.

Itt jön be a CC mód !!

CC (állandó áram/áram szabályozás) mód:

CC módban beállíthatjuk a MAX áramot bármilyen terhelés alapján és szabályozhatjuk.

Például a feszültséget 32 V -ra állítjuk, és a maximális áramot 1,75 A -ra állítjuk, és ugyanazt a LED -et csatlakoztatjuk a tápegységhez. Most mi lesz? Végül a LED felmelegszik, és megpróbál több áramot húzni a tápegységből. Most, a tápegységünk ugyanazt az erősítőt, azaz 1,75 -öt tartja a kimeneten a feszültség csökkentésével (egyszerű Ohm -törvény), és így a LED hosszú távon megmarad.

Ugyanez vonatkozik az akkumulátor töltésére is, amikor bármilyen SLA/Li-ion/LI-po akkumulátort tölt. A töltés első részében CC módban kell szabályoznunk az áramot.

Vegyünk egy másik példát, ahol egy 4,2 V/1000 mAh -s akkumulátort akarunk tölteni, amelynek névleges értéke 1 C (azaz az akkumulátort legfeljebb 1 A árammal tölthetjük). De a biztonság kedvéért az áramot maximum 0,5 -re fogjuk szabályozni. C azaz 500 mA.

Most a tápegységet 4,2 V -ra állítjuk, és a maximális áramot 500 mA -re állítjuk, és az akkumulátort csatlakoztatjuk hozzá. Most az akkumulátor megpróbál több áramot levezetni a tápegységből az első töltéshez, de a tápegységünk szabályozza az áramot csökkenti a feszültséget egy kicsit. Mivel az akkumulátor feszültsége végül emelkedni fog, a potenciálkülönbség kisebb lesz a tápegység és az akkumulátor között, és az akkumulátor által felvett áram csökken. Most, amikor a töltési áram (az akkumulátor által felvett áram) 500 mA alá csökken, a tápegység CV üzemmódba kapcsol, és állandó 4,2 V -ot tart fenn a kimeneten az akkumulátor töltéséhez a hátralévő időben!

Érdekes, nem?

3. lépés: Annyi van odakint !!

Sok programozható tápegység áll rendelkezésre különböző szállítóktól. Tehát ha még most is olvas, és elhatározza, hogy beszerez egyet, akkor először el kell döntenie néhány paramétert !!

Minden tápegység különbözik egymástól a pontosság szempontjából, a kimeneti csatornák száma, a teljes teljesítmény, a maximális feszültség-áram/kimenet stb.

Most, ha sajátot szeretne birtokolni, akkor először döntse el, hogy mennyi a maximális kimeneti feszültség és áram, amellyel általában dolgozik a mindennapi használat során! Ezután válassza ki a kimeneti csatornák számát, amire szüksége van, hogy egyszerre különböző áramkörökkel dolgozzon. Akkor jön a teljes teljesítmény, azaz mennyi maximális teljesítményre van szüksége (P = VxI képlet). Ezután menjen az interfészhez, például vagy numerikus billentyűzetre/forgó kódoló stílusra van szüksége, vagy analóg típusú interfészre stb.

Most, ha úgy döntött, végül jön a fő fontos tényező, azaz az árképzés. Válasszon egyet a költségvetése szerint (és nyilván ellenőrizze, hogy rendelkezésre állnak -e a fent említett műszaki paraméterek).

És végül, de nem utolsósorban, nézze meg a szállítót. Azt javaslom, hogy neves beszállítótól vásároljon, és ne felejtse el ellenőrizni a visszajelzéseket (más ügyfelek).

Most vegyünk egy példát:

Általában digitális logikai áramkörökkel/mikrokontrollerrel kapcsolatos áramkörökkel dolgozom, amelyek általában 5v/max 2A feszültséget igényelnek (ha néhány motort és hasonlót használok).

Időnként olyan audio áramkörökön is dolgozom, amelyek akár 30v/3A és kettős tápellátást is igényelnek. Tehát olyan tápegységet fogok választani, amely maximum 30v/3A -t tud adni, és kettős elektronikusan leválasztott csatornával rendelkezik. (Azaz minden csatorna képes ellátni 30v/3A, és nem lesz közös GND sín vagy VCC sín). Általában nincs szükségem semmilyen divatos numerikus billentyűzetre! (De természetesen sokat segítenek). Most a maximális költségvetésem 500 dollár. Tehát én a fent említett kritériumaim szerint választom a tápegységet …

4. lépés: Tápegységem … Rigol DP832

Tehát az én igényeimnek megfelelően a Rigol DP832 tökéletes felszerelés a használatra (MÉG IS, ERŐSEN VÉLEMÉNYEMBEN).

Most vessünk egy gyors pillantást rá. Három különböző csatornája van. A Ch1 és a Ch2/3 elektronikusan vannak elkülönítve. A Ch1 és a Ch2 egyaránt maximum 30v/3A -t tud adni. Sorba kapcsolhatja őket, hogy akár 60v (max. áram 3A lesz). Párhuzamosan is csatlakoztathatja őket, hogy max. 6A legyen (a maximális feszültség 30v lesz). A Ch2 és Ch3 közös földdel rendelkezik. A Ch3 max.. A három csatorna összes kimeneti teljesítménye 195 watt. Ez körülbelül 639 dollárba került Indiában és az adók..)

Különböző csatornákat választhat a 1/2/3 gomb megnyomásával a megfelelő csatorna kiválasztásához. Minden egyes csatorna be- és kikapcsolható a megfelelő kapcsolókkal. Ezeket egyszerre is be- és kikapcsolhatja egy másik dedikált kapcsolóval be/ki. A vezérlő interfész teljesen digitális. Numerikus billentyűzetet biztosít az adott feszültség/áram közvetlen beviteléhez. Van egy forgó kódoló is, amellyel fokozatosan növelheti/csökkentheti az adott paramétert.

Volt/Milivolt/Amp/Miliamp - négy dedikált billentyű található a kívánt entitás beviteléhez. Ezekkel a gombokkal is mozgatható a kurzor Fent/Alul/Jobbra/Balra.

A kijelző alatt öt gomb található, amelyek a kapcsolók feletti kijelzőn megjelenő szövegnek megfelelően működnek. Mondjuk: Ha be akarom kapcsolni az OVP -t (túlfeszültség -védelem), akkor meg kell nyomnom a bal oldali harmadik kapcsolót hogy bekapcsolja az OVP -t.

A tápegység OVP -vel (túlfeszültség -védelem) és OCP -vel (túláramvédelemmel) rendelkezik minden csatornán.

Tegyük fel, hogy egy olyan áramkört szeretnék futtatni (amely maximum 5 V -ot képes elviselni), ahol fokozatosan növelni fogom a feszültséget 3,3 V -ról 5 V -ra. Most, ha véletlenül 5 V -nál nagyobb feszültséget állítok fel a gomb elforgatásával, és nem nézem a kijelzőt, Az áramkör megsül. Most ebben az esetben az OVP lép működésbe. Az OVP -t 5 V -ra állítom. Most fokozatosan növelem a feszültséget 3,3 V -ról, és amikor az 5 V -os határértéket eléri, a csatorna kikapcsol a teher.

Ugyanez vonatkozik az OCP -re is. Ha beállítok egy bizonyos OCP értéket (mondjuk 1A esetén), amikor a terhelés által felvett áram eléri ezt a határértéket, a kimenet kikapcsol.

Ez egy nagyon hasznos funkció az értékes dizájn védelmére.

Ezenkívül van még sok olyan funkció, amelyeket most nem fogok megmagyarázni. Például van egy időzítő, amellyel létrehozhat egy bizonyos hullámformát, például négyzet/fűrészfog stb. Egy bizonyos idő elteltével be- és kikapcsolhatja a kimenetet.

Van az alacsonyabb felbontású modell, amely támogatja a feszültség/áram visszaolvasását két tizedesjegyig. Például: Ha 5v -ra állítja, és bekapcsolja a kimenetet, akkor a kijelző 5.00 -at mutat, és ugyanez vonatkozik az áramra is.

5. lépés: Elég beszélgetés, erősítsünk valamit (szintén CV/CC mód újra!)

Most itt az ideje, hogy csatlakoztasson egy terhelést és kapcsolja be.

Nézze meg az első képet, ahol saját készítésű próbabábut csatlakoztattam a tápegység 2. csatornájához.

Mi az a dummy terhelés:

A próbabábu alapvetően olyan elektromos terhelés, amely bármilyen áramforrásból merít áramot. De valódi terhelés esetén (például izzó/motor) az áramfogyasztás az adott izzóhoz/motorhoz van rögzítve. Ám terhelés esetén állítsa be a terhelés által felvett áramot egy edénnyel, azaz szükségleteink szerint növelhetjük/csökkenthetjük az energiafogyasztást.

Most már jól látható, hogy a terhelés (jobb oldali fadoboz) 0,50 A -t vesz fel a tápegységből. Most nézzük meg a tápegység kijelzőjét. Láthatjuk, hogy a 2 -es csatorna be van kapcsolva, és a többi csatorna ki van kapcsolva (A zöld négyzet a 2. csatorna körül található, és az összes kimeneti paraméter, mint a feszültség, áram, a terhelés által eloszlatott teljesítmény látható.) A feszültséget 5v -ként, áramát 0,53A -ként mutatja (ami helyes, és a dummy terhelésem valamivel kevesebb, pl. 0,50A) és a terhelés által leadott teljes teljesítmény, azaz 2,650W.

Most nézzük meg a tápegység kijelzőjét a második képen ((nagyított kép a kijelzőn). 5 V -os feszültséget állítottam be, és a maximális áram 1A -ra van állítva. A tápfeszültség állandó 5 V -ot ad a kimeneten. ebben a pontban a terhelés 0,53A, ami kisebb, mint a beállított 1A áram, így a tápegység nem korlátozza az áramot, és az üzemmód CV mód.

Most, ha a terhelés által felvett áram eléri az 1A -t, a tápegység CC üzemmódba kerül, és csökkenti a feszültséget, hogy állandó 1A áramot tartson fenn a kimeneten.

Most nézze meg a harmadik képet. Itt láthatja, hogy a próbabábu 0.99A -t húz. Tehát ebben a helyzetben a tápegységnek csökkentenie kell a feszültséget, és 1A áramot kell adnia a kimeneten.

Vessünk egy pillantást a negyedik képre (a kijelző nagyított képe), ahol láthatjuk, hogy az üzemmód CC -re vált. A tápegység a feszültséget 0,28 V -ra csökkentette, hogy a terhelési áramot 1 A -on tartsa. !!!!

6. lépés: Szórakozzunk … Idő a pontosság tesztelésére

Most itt van a tápegység legfontosabb része, azaz a pontosság. Tehát ebben a részben ellenőrizni fogjuk, hogy az ilyen típusú programozható tápegységek mennyire pontosak !!

Feszültség pontossági teszt:

Az első képen 5V -ra állítottam a tápegységet, és látható, hogy a nemrég kalibrált Fluke 87v multiméterem 5.002v -ot mutat.

Most nézzük meg a második kép adatlapját.

A Ch1/Ch2 feszültség pontossága az alább leírt tartományon belül lesz:

Állítsa be a feszültséget +/- (a beállított feszültség 0,2% -a + 2 mv). Esetünkben a multimétert a Ch1-hez csatoltam, és a beállított feszültség 5v.

Tehát a kimeneti feszültség felső határa a következő lesz:

5v + (0,2% az 5v +.002v), azaz 5,003v.

& a kimeneti feszültség alsó határa a következő lesz:

5v - (0,2% 5v + 0,002v), azaz 4,997.

A nemrég kalibrált Fluke 87v ipari szabványos multiméterem 5.002v -ot mutat, ami a fent meghatározott számítási tartományon belül van. Nagyon jó eredményt kell mondanom !!

Jelenlegi pontossági teszt:

Ismét vessen egy pillantást az adatlapra az aktuális pontosságért. Amint leírtuk, a három pont aktuális pontossága a következő lesz:

Állítsa be az áramot +/- (a beállított áram 0,05% -a + 2mA).

Most vessünk egy pillantást a harmadik képre, ahol a maximális áramot 20 mA -ra állítottam (A tápegység CC üzemmódba kerül, és megpróbálom fenntartani a 20 mA -t, amikor csatlakoztatom a multimétert), és a multiméterem 20,48 mA -t mutat.

Most először számítsuk ki a tartományt.

A kimeneti áram felső határa a következő lesz:

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

A kimeneti áram alsó határa a következő lesz:

20mA - (0,05% 20mA + 2mA), azaz 17,99mA.

A megbízható Fluke -om 20,48 mA -t olvas, és az érték ismét a fenti számított tartományon belül van. Ismét jó eredményt kaptunk a jelenlegi pontossági tesztünkhöz. A tápegység nem hagyott cserben…

7. lépés: A végső ítélet…

Most elérkeztünk az utolsó részhez…

Remélhetőleg tudnék adni néhány ötletet a programozható tápegységekről és azok működéséről.

Ha komolyan gondolja az elektronikát, és komoly tervezéseket végez, úgy gondolom, hogy bármilyen típusú programozható tápegységnek jelen kell lennie az arzenáljában, mert szó szerint nem szeretjük megsütni értékes terveinket véletlen túlfeszültség/túláram/rövidzárlat miatt.

Nem csak ezt, hanem az ilyen típusú tápegységekkel is pontosan fel tudunk tölteni bármilyen típusú Li-po/Li-ion/SLA akkumulátort, anélkül, hogy meg kellene gyulladnunk, vagy bármilyen speciális töltőtől (mivel a Li-po/Li-ion akkumulátorok kigyulladhat, ha a megfelelő töltési paraméterek nem felelnek meg!).

Most eljött a búcsú ideje!

Ha úgy gondolja, hogy ez az Instructable eloszlatja a kételyeinket, és ha valamit tanult belőle, kérem, tartsa a hüvelykujját, és ne felejtsen el feliratkozni! Kérjük, tekintse meg a nemrég megnyitott youtube csatornámat, és mondja el értékes véleményét!

Boldog tanulást….

Adios !!