Ohjelmoitavan virtalähteen esittely ja opetusohjelma!: 7 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Jos olet koskaan miettinyt ohjelmoitavia virtalähteitä, sinun on käytävä tämä ohjekirja läpi saadaksesi täydelliset tiedot ja käytännön esimerkin ohjelmoitavasta virtalähteestä.

Myös kaikki elektroniikasta kiinnostuneet, käy läpi tämä ohje oppiaksesi uusia mielenkiintoisia asioita….

Pysy kanavalla!!

Vaihe 1: Mikä on ohjelmoitava virtalähde ja mikä tekee siitä erilaisen?

Siitä on aikaa, kun olen ladannut uusia ohjeita, joten ajattelin ladata nopeasti uuden ohjeen erittäin tarpeelliseen työkaluun (kaikille harrastajille/elektroniikan harrastajille/ammattilaisille), joka on ohjelmoitava virtalähde.

Joten ensimmäinen kysymys herää tässä, että mikä on ohjelmoitava tarjonta?

Ohjelmoitava virtalähde on eräänlainen lineaarinen virtalähde, joka mahdollistaa laitteen lähtöjännitteen ja -virran täydellisen hallinnan digitaalisen liitännän/analogisen/RS232 -liitännän kautta.

Joten mikä tekee siitä erilaisen kuin perinteinen LM317/LM350/mikä tahansa muu IC -pohjainen lineaarinen virtalähde? Katsotaanpa keskeisiä eroja.

1) Suurin suuri ero on ohjaus:

Yleensä perinteinen LM317/LM350/mikä tahansa muu IC -pohjainen syöttö toimii CV -tilassa (vakiojännite), jossa emme voi hallita virtaa. ohjelmoitava syöttö, voimme ohjata sekä jännite- että virtakenttiä erikseen.

2) Ohjausliitäntä:

LM317/LM350 -pohjaisessa virtalähteessämme käännämme kattilan ja lähtöjännite vaihtelee vastaavasti.

Vertailun vuoksi, ohjelmoitavassa virtalähteessä voimme joko asettaa parametrit numeronäppäimistöllä tai voimme muuttaa sitä kiertokooderilla tai jopa voimme ohjata parametreja PC: n kautta etänä.

3) Lähdön suojaus:

Jos oikosulumme perinteisen virtalähteemme ulostulon, se alentaa jännitettä ja syöttää koko virran, joten lyhyellä aikavälillä ohjaussiru (LM317/LM350/mikä tahansa muu) vaurioituu ylikuumenemisen vuoksi.

Mutta verrattuna siihen, ohjelmoitavassa syötössä voimme sulkea lähdön kokonaan (jos haluamme), kun oikosulku tapahtuu.

4) Käyttöliittymä:

Yleensä perinteisessä virtalähteessä meidän on liitettävä yleismittari, joka tarkistaa lähtöjännitteen joka kerta, ja lisäksi tarvitaan virta -anturi/tarkka kiinnitysmittari lähtövirran tarkistamiseksi.

(Huomaa: tarkista tässä ohjeistettavissa oleva 3A: n muuttuva penkkivirtalähde, joka koostuu sisäänrakennetusta jännitteen ja virran lukemasta värinäytöllä)

Sen lisäksi ohjelmoitavassa virtalähteessä on sisäänrakennettu näyttö, joka näyttää kaikki tarvittavat tiedot, kuten nykyisen jännitteen/virran vahvistimen/asetetun jännitteen/vahvistimen/toimintatilan ja monia muita parametreja.

5) Lähtöjen määrä:

Oletetaan, että haluat käyttää OP-AMP-pohjaista piiriä/äänipiiriä, jossa tarvitset kaikki Vcc, 0v ja GND. käyttämällä lineaarista syöttöä (tarvitset kaksi niistä sarjaan kytkettyjä).

Vertailun vuoksi, tyypillisessä ohjelmoitavassa virtalähteessä on vähintään kaksi ulostuloa (joissakin on kolme), jotka on eristetty sähköisesti (ei pidä paikkaansa jokaisen ohjelmoitavan syötön osalta), ja voit helposti yhdistää ne sarjaan saadaksesi vaaditun Vcc, 0, GND.

On myös monia eroja, mutta nämä ovat tärkeimpiä keskeisiä eroja, joita kuvasin. Toivottavasti saat idean siitä, mikä ohjelmoitava virtalähde on.

Lisäksi verrattuna SMPS: ään ohjelmoitavassa virtalähteessä on hyvin vähän melua (ei -toivotut AC -komponentit/sähköpiikit/EMF jne.) Lähdössä (koska se on lineaarinen).

Siirrytään nyt seuraavaan vaiheeseen!

Huomaa: Voit tarkistaa videoni ohjelmoitavasta Rigol DP832 -virtalähteestäni täältä.

Vaihe 2: Mikä on minkä tahansa virtalähteen CV & CC -tila?

Se on hyvin hämmentävää monille meistä CV: n ja CC: n suhteen. Tiedämme koko lomakkeen, mutta monissa tapauksissa meillä ei ole oikeaa ideaa siitä, miten ne toimivat. vertailla, miten he eroavat toisistaan työskentelynäkökulmasta.

CV (jatkuva jännite) -tila:

CV -tilassa (olipa kyseessä jokin virtalähde/akkulaturi/melkein mikä tahansa sellainen), laite ylläpitää yleensä vakio lähtöjännitettä ulostulossa, joka on riippumaton siitä otetusta virrasta.

Otetaan nyt esimerkki.

Esimerkiksi minulla on 50 W: n valkoinen LED, joka toimii 32 V: lla ja kuluttaa 1,75 A. Se ei kuitenkaan seuraa LEDin kuluttamaa virtaa.

Mutta

Tämäntyyppiset LEDit vetävät enemmän virtaa, kun ne kuumenevat (eli ne kuluttavat enemmän virtaa kuin taulukossa määritetty virta eli 1,75 A ja voivat nousta jopa 3,5 A: iin. se ei katso virtaa ja säätelee vain lähtöjännitettä, joten LED vahingoittuu lopulta pitkällä aikavälillä liiallisen virrankulutuksen vuoksi.

Tässä CC -tila tulee peliin !!

CC (vakio/nykyinen ohjaus) -tila:

CC -tilassa voimme asettaa minkä tahansa kuorman vetämän MAX -virran ja voimme säätää sitä.

Esimerkiksi asetamme jännitteeksi 32 V ja asetamme maksimivirran arvoon 1,75 A ja kiinnitämme saman LEDin virtalähteeseen., virtalähteemme ylläpitää samaa vahvistinta eli 1,75 ulostulossa pienentämällä jännitettä (yksinkertainen ohmin laki) ja siten LED -valomme säästyvät pitkällä aikavälillä.

Sama pätee akun lataamiseen, kun lataat mitä tahansa SLA/Li-ion/LI-po -akkua. Latauksen ensimmäisessä osassa meidän on säädettävä virralle CC-tilassa.

Otetaan toinen esimerkki, jossa haluamme ladata 4,2 V/1000 mAh akun, jonka nimellisarvo on 1 C (eli voimme ladata akun 1A: n maksimivirralla), mutta turvallisuuden vuoksi säädämme virran enintään 0,5 C eli 500 mA.

Nyt asetamme virtalähteeksi 4,2 V ja asetamme maksimivirran 500 mA: een ja kiinnitämme sen akkuun. Kun akun jännite nousee, potentiaaliero on pienempi virtalähteen ja akun välillä ja akun vetämä virta pienenee. laskee alle 500 mA, syöttöjännite kytkeytyy CV -tilaan ja ylläpitää tasaista 4,2 V: n lähtöjännitettä akun lataamiseksi lopun ajan!

Mielenkiintoista, eikö?

Vaihe 3: Siellä on niin paljon !!

Monia ohjelmoitavia virtalähteitä on saatavana eri toimittajilta, joten jos luet edelleen ja olet päättänyt hankkia sellaisen, sinun on ensin päätettävä muutamasta parametrista!

Jokainen virtalähde eroaa toisistaan tarkkuuden suhteen, lähtökanavien lukumäärän, kokonaistehon, maksimijännite-virran/lähdön jne. Jne.

Jos haluat nyt hankkia sellaisen, päätä ensin, mikä on suurin lähtöjännite ja -virta, jolla yleensä työskentelet päivittäisessä käytössäsi. Sitten tulee kokonaisteho eli kuinka paljon maksimitehoa tarvitset (P = VxI -kaava). Mene sitten käyttöliittymään, kuten joko tarvitset numeronäppäimistön/kiertokooderin tyylin tai tarvitset analogisen tyyppisen käyttöliittymän jne.

Nyt jos olet päättänyt, tulee lopulta tärkein tärkeä tekijä eli hinnoittelu. Valitse budjettisi mukaan (ja tietysti tarkista, että jos yllä mainitut tekniset parametrit ovat käytettävissä).

Ja viimeisenä mutta ei vähäisimpänä, ilmeisesti katsokaa toimittajaa. Suosittelen, että ostatte hyvämaineiselta toimittajalta ja muistakaa tarkistaa (muiden asiakkaiden antama) palaute.

Otetaan nyt esimerkki:

Työskentelen yleensä digitaalisten logiikkapiirien/mikrokontrolleriin liittyvien piirien kanssa, jotka tarvitsevat yleensä 5v/max 2A (jos käytän joitain moottoreita ja vastaavia).

Toisinaan työskentelen myös äänipiireissä, jotka tarvitsevat jopa 30v/3A ja myös kaksoissyötön. Joten valitsen virran, joka voi antaa enintään 30v/3A ja jolla on kaksi elektronisesti eristettyä kanavaa. (Eli jokainen kanava voi syöttää 30v/3A, eikä niillä ole yhteistä GND- tai VCC -kiskoa). En yleensä tarvitse mitään hienoja numeerisia näppäimistöjä! (Mutta tietysti ne auttavat paljon). valitsee virtalähteen edellä mainittujen kriteerieni mukaan …

Vaihe 4: Virtalähteeni…. Rigol DP832

Joten tarpeitteni mukaan Rigol DP832 on täydellinen laite omaan käyttöön (UUDELLEEN, VAHVASTI OMA MIELYKSENI).

Katsotaanpa nyt sitä nopeasti. Siinä on kolme eri kanavaa. Ch1 ja Ch2/3 ovat sähköisesti eristettyjä. Ch1 ja Ch2 voivat molemmat antaa enintään 30v/3A. Voit yhdistää ne sarjaan saadaksesi jopa 60v (Voit myös kytkeä ne rinnakkain saadaksesi enintään 6 A (maksimijännite on 30 V). Ch2 & Ch3: lla on yhteinen maa. Kaikkien kolmen kanavan yhteenlaskettu lähtöteho on 195 W. Se maksoi minulle noin 639 dollaria Intiassa (täällä Intiassa se on hieman kallis verrattuna Rigolin sivustoon, jossa se mainitaan 473 dollarilla tuontimaksujen vuoksi ja verot..)

Voit valita eri kanavia painamalla 1/2/3 -painiketta valitaksesi vastaavan kanavan. Jokainen yksittäinen kanava voidaan kytkeä päälle/pois päältä vastaavilla kytkimillä. Ohjausliitäntä on täysin digitaalinen. Se tarjoaa numeerisen näppäimistön minkä tahansa jännitteen/virran syöttämiseksi suoraan.

Volt/Milivolt/Amp/Miliamp - neljä erillistä näppäintä on olemassa halutun kokonaisuuden syöttämiseksi.

Näytön alla on viisi näppäintä, jotka toimivat kytkinten yläpuolella olevassa näytössä näkyvän tekstin mukaisesti. Esimerkiksi jos haluan kytkeä päälle OVP: n (ylijännitesuoja), minun on painettava kolmatta kytkintä vasemmalta ottaa OVP käyttöön.

Virtalähteessä on OVP (ylijännitesuoja) ja OCP (ylivirtasuojaus) kullekin kanavalle.

Oletetaan, että haluan ajaa piiriä (joka kestää enintään 5 V), jossa nostan jännitettä vähitellen 3,3 V: sta 5 V. Nyt jos vahingossa laitoin yli 5 V: n jännitteen kääntämällä nuppia ja katsomatta näyttöön, Nyt tässä tapauksessa OVP tulee toimintaan. asetan OVP: n 5v: ksi. kuorma.

Sama koskee OCP: tä. Jos asetan tietyn OCP -arvon (esimerkiksi 1A), aina kun kuorman vetämä virta saavuttaa tämän rajan, lähtö kytketään pois päältä.

Tämä on erittäin hyödyllinen ominaisuus arvokkaan suunnittelun suojaamiseksi.

Lisäksi on monia muita ominaisuuksia, joita en selitä nyt. Esimerkiksi on ajastin, jolla voit luoda tietyn aaltomuodon, kuten neliö/sahahammas jne. Voit myös kytkeä minkä tahansa lähdön päälle/pois tietyn ajan kuluttua.

Minulla on pienemmän resoluution malli, joka tukee minkä tahansa jännitteen/virran lukemista kahden desimaalin tarkkuudella. Esimerkiksi: Jos asetat sen 5v: ksi ja kytket lähdön päälle, näytössä näkyy 5.00 ja sama koskee virtaa.

Vaihe 5: Puhutaan tarpeeksi, tehostetaan jotain (myös CV/CC -tila tarkistettu!)

Nyt on aika kytkeä kuorma ja kytkeä se päälle.

Katso ensimmäistä kuvaa, jossa olen liittänyt kotitekoisen kuormani virtalähteen kanavaan 2.

Mikä on nuken kuorma:

Dummy -kuorma on pohjimmiltaan sähköinen kuorma, joka ottaa virtaa mistä tahansa virtalähteestä, mutta todellisessa kuormassa (kuten polttimo/moottori), virrankulutus on kiinteä kyseiselle polttimolle/moottorille. säädä kuorman vetämää virtaa potilla, eli voimme lisätä/vähentää virrankulutusta tarpeidemme mukaan.

Nyt näet selvästi, että kuorma (puulaatikko oikealla) vetää jännitteestä 0,50 A. Nyt katsotaan virtalähteen näyttöä. Näet, että kanava 2 on päällä ja muut kanavat ovat pois päältä (Vihreä neliö on kanavan 2 ympärillä ja kaikki lähtöparametrit, kuten jännite, virta, kuorman tuhlaama teho, näytetään.) Se näyttää jännitteen 5v, virta 0,53A (mikä on oikein ja nukkakuormani lukee hieman vähemmän eli 0,50A) ja kuorman häviämä kokonaisteho eli 2,650W.

Katsotaanpa nyt virtalähteen näyttöä toisessa kuvassa ((näytön zoomattu kuva). Olen asettanut jännitteen 5v ja maksimivirta on asetettu 1A: een. tässä vaiheessa kuorma vetää 0,53A, joka on pienempi kuin asetettu virta 1A, joten virtalähde ei rajoita virtaa ja tila on CV -tila.

Jos nyt kuorman vetämä virta saavuttaa 1A, syöttö menee CC -tilaan ja alentaa jännitettä ylläpitääkseen vakion 1A virran ulostulossa.

Tarkista nyt kolmas kuva. Tässä näet, että nuken kuormitus on 0.99A, joten tässä tilanteessa virtalähteen pitäisi alentaa jännitettä ja tehdä 1A: n jännite lähdössä.

Katsotaanpa neljättä kuvaa (näytön zoomattu kuva), jossa näet, että tila on vaihdettu CC: ksi. !!!!

Vaihe 6: Pidetään hauskaa …. Aika testata tarkkuutta

Tässä on nyt kaikkien virtalähteiden tärkein osa eli tarkkuus, joten tässä osassa tarkistamme, kuinka tarkkoja tämän tyyppiset ohjelmoitavat virtalähteet todella ovat!

Jännitteen tarkkuustesti:

Ensimmäisessä kuvassa olen asettanut virtalähteeksi 5v ja näet, että äskettäin kalibroitu Fluke 87v -yleismittari lukee 5,002v.

Katsotaanpa nyt toisen kuvan tietolomaketta.

Ch1/Ch2: n jännitteen tarkkuus on alla kuvatulla alueella:

Aseta jännite +/- (.02% asetusjännitteestä + 2 mv). Tässä tapauksessa olen liittänyt yleismittarin kanavaan 1 ja asetettu jännite on 5v.

Joten lähtöjännitteen yläraja on:

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

& lähtöjännitteen alaraja on:

5v - (.02% 5v +.002v) eli 4,997.

Äskettäin kalibroitu Fluke 87v Industrial Standard -yleismittari näyttää 5.002v, joka on määritellyllä alueella, kuten edellä laskettiin. Erittäin hyvä tulos, täytyy sanoa!

Nykyinen tarkkuustesti:

Katso jälleen nykyisen tarkkuuden taulukosta, kuten on kuvattu, kaikkien kolmen kanavan nykyinen tarkkuus on:

Aseta virta +/- (.05% asetusvirrasta + 2 mA).

Katsotaanpa nyt kolmatta kuvaa, jossa olen asettanut maksimivirran arvoon 20 mA (virtalähde siirtyy CC -tilaan ja yritän säilyttää 20 mA, kun liitän yleismittarin) ja yleismittarini lukee 20,48 mA.

Lasketaan nyt ensin alue.

Lähtövirran yläraja on:

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

Lähtövirran alaraja on:

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

Luotettu Flukeni lukee 20,48 mA ja arvo on jälleen edellä lasketulla alueella. Jälleen saimme hyvän tuloksen nykyiselle tarkkuustestillemme. Virtalähde ei pettänyt meitä….

Vaihe 7: Lopullinen tuomio…

Nyt ollaan päästy viimeiseen osaan…

Toivottavasti voisin antaa sinulle pienen idean siitä, mitä ohjelmoitavat virtalähteet ovat ja miten ne toimivat.

Jos suhtaudut vakavasti elektroniikkaan ja teet vakavia malleja, mielestäni kaikenlaista ohjelmoitavaa virtalähdettä pitäisi olla arsenaalissasi, koska emme kirjaimellisesti pidä paista arvokkaita mallejamme satunnaisen ylijännitteen/ylivirran/oikosulun vuoksi.

Ei vain sitä, vaan myös tämän tyyppisellä virtalähteellä voimme ladata tarkasti minkä tahansa tyyppisiä Li-po/Li-ion/SLA-akkuja ilman tulipalon syttymistä/erityistä laturia (koska Li-po/Li-ion-akut ovat syttyä palamaan, jos oikeat latausparametrit eivät täytä!).

Nyt on aika sanoa hyvästit!

Jos luulet, että tämä Instructable poistaa epäilyksemme ja jos olet oppinut siitä jotain, peukkua ja älä unohda tilata! Katso myös äskettäin avattua YouTube -kanavaani ja kerro arvokkaita mielipiteitäsi!

Hyvää oppimista….

Adios !!