Что такое источник постоянного тока
Перейти к содержимому

Что такое источник постоянного тока

  • автор:

Источники постоянного тока

b5_71kip

Б5-71КИП предназначен для питания радиотехнических и электротехнических устройств нормированным по характеристикам, стабилизированным напряжением постоянного тока или постоянным током. Источник питания может применяться при производстве и ремонте радиоэлектронной аппаратуры различного назначения, при научных и экспериментальных исследованиях в лабораторных и цеховых условиях, при проведении поверки измерительных приборов и иной аппаратуры.

Источник питания постоянного тока Б5-71КИП — это источник питания, построенный на современной элементной базе по инверторной схеме с линейным регулятором, имеющее в своей основе высокопроизводительный микроконтрол­лер — что позволило добиться следующих параметров:
— минимальный уровень пульсаций;
— оптимальный режим энергосбережения;
— высокая скорость и точность установки значений, не достижимые в ранее выпускаемых моделях источников пита­ния данной ценовой категории, в том числе и зарубежных производителей;
— высококонтрастный LCD дисплей с мягкой подсветкой и энкодер обеспечивают дружественный интерфейс, позво­ляющий максимально повысить удобство в работе с источником питания;
— внутренний высокостабильный источник опорного напряжения и прецизионный АЦП обеспечивает прекрасную долгосрочную стабильность выходных параметров при изменяющейся нагрузке.

Технические характеристики

Пределы воспроизведения напряжения постоянного тока 0. 50 В
Пределы воспроизведения постоянного тока 0. 10 А
Шаг установки напряжения 10 мВ
Шаг установки тока 10 мА
Максимальная выходная мощность, не более 300 Вт (самоограничивающаяся)
Пульсации выходного напряжения, не более 1 мВ эффект. знач. или 25 мВ амплит. знач.
Допускается соединение выходов последовательно и параллельно с выходами однотипного источника питания
Защита от перегрузок и коротких замыканий
Масса 5 кг
Размеры 200х260х90 мм

Пределы допустимой абсолютной погрешности воспроизведения напряжения и силы постоянного тока, измерения выходных параметров напряжения и силы постоянного тока не превышают значений, приведенных в таблице 1.

Параметр Пределы допустимой абсолютной погрешности
1 Установка выходного напряжения ±(0,001 Uуст+0,02) В
2 Установка выходного тока ±(0,01 Iуст + 0,05) А
3 Измерение выходного напряжения ±(0,002 Uизм +0,1) В
4 Измерение выходного тока ±(0,01 Iизм + 0,05)А

Примечание:
— Uуст — значение установленного напряжения;
— Iуст — значение установленной силы тока;
— Uизм — значение измеряемого выходного напряжения;
— Iизм — значение измеряемой силы тока;

Характеристики источников питания тока

Источники питания постоянного тока, схема которых включает выпрямитель (AC/DC преобразователь), представляют собой востребованные устройства, широко применяемые в автоматизированных испытательных системах, предназначенных для проверки электрооборудования, модулей, монтажных схем. Также их используют для электропитания различной радиоэлектронной аппаратуры, электродвигателей, заряда аккумуляторных батарей, протекания электрохимических процессов. Они преобразуют переменное напряжение электросети в стабилизированное постоянное напряжение. Многие модели предоставляют возможность регулировки выходных параметров.

Отдельный вид источников питания (ИП) составляют конверторы (DC/DC преобразователи). Они работают от сети постоянного тока. Их сфера применения включает автоматизированные системы управления техпроцессами, энергетику, транспорт, телекоммуникационные и информационные технологии, охранно-пожарные системы.

Основными техническими характеристиками источников питания постоянного тока являются:

  • Номинальное входное напряжение.
  • Номинальное выходное напряжение и диапазон его регулировки.
  • Максимальный ток нагрузки.
  • Точность стабилизации выходного напряжения.
  • КПД.

Помимо базовых характеристик, большое значение имеют и другие рабочие параметры, которые мы рассмотрим более подробно.

Шумы и пульсации

Эта характеристика источников питания постоянного тока определяет качество выходного сигнала, а также выбор между импульсным и линейным источником электропитания. Импульсные преобразователи являются по сути генераторами шумов. Устройства, использующие для управления переключением силовых ключей широтно-импульсную модуляцию, создают шумы в определенной полосе частот. Частота повторения шума зависит от частоты переключения импульсного источника питания, а амплитуда сильно зависит от топологии оборудования. Пульсации представляют собой флуктуацию выходного напряжения, которая связана с зарядом и разрядом устройства. Она может быть уменьшена с помощью увеличения входной или выходной емкости.

Для многих задач, связанных с тестированием электроаппаратуры, целесообразно использовать не импульсные, а линейные ИП. Несмотря на то, что они отличаются низкой эффективностью, габаритами и весом, выделением значительного количества тепла, их можно применять в приложениях, где не требуется высокая мощность (до 200 Вт на один канал). Линейные устройства генерируют высокочастотный шум, который можно легко отфильтровать. Также они обладают высокой скоростью реагирования на изменение нагрузки. Если же поставленная задача не выдвигает повышенных требований к уровню шума и пульсаций, лучше выбрать импульсный преобразователь. Он характеризуется высокой мощностью, компактностью, широкими диапазонами регулировки, гибкостью настроек.

Скорость изменения выходного напряжения

Это важный параметр, который имеет большое значение в сфере тестирования электроприборов. При испытаниях на аппаратуру подаются различные напряжения для проверки ее правильного функционирования в пределах рабочего диапазона. Чем быстрее источник питания реагирует на изменение настроек, тем выше производительность тестирования. В стандартных устройствах время установки выходного напряжения с точностью до 1% составляет в среднем 50-500 мс. Существуют специальные схемы регулируемых источников питания постоянного тока, которые позволяют уменьшить данный показатель до 1-4 мс.

Время реакции на изменение нагрузки

Этот параметр определяет, насколько быстро ИП реагирует на изменение нагрузки или скачки электротока. Если выходной ток быстро изменяется в широком диапазоне значений, выходное напряжение также начинает с высокой скоростью уменьшаться или увеличиваться. Время, которое необходимо устройству для стабилизации характеристик, называется временем реакции (или отклика) на изменение нагрузки. Из-за использования обратной связи в топологии для контроля выходного напряжения, импульсные ИП отличаются сравнительно медленной реакцией.

Чтобы обезопасить тестируемые устройства от сильных перегрузок, рекомендуется применять предварительную нагрузку. Она подключается параллельно с испытываемым прибором и ограничивает скачки напряжения. У современных импульсных источников питания время отклика составляет 40-80 мкс, а у линейных — до 1 мкс.

Возможность параллельного и последовательного подключения ИП

Параллельное подключение источников электропитания обеспечивает увеличение выходного электротока. Многие ИП оснащены специализированной параллельной шиной управления. Она позволяет создавать единую конфигурацию из нескольких источников. Система автоматически определяет, какие устройства являются ведущими, а какие ведомыми.

Последовательное подключение источников питания используется, если необходимо увеличение напряжения. При этом оно не должно превышать электрическую прочность изоляции выходных клемм.

Цифровое программирование

Многие источники питания поддерживают возможность цифрового программирования для режимов стабилизации напряжения (CV) или тока (CC). Устройства работают в режиме стабилизации напряжения при условии, что ток нагрузки меньше установленного значения. После достижения электротоком порогового значения ИП переходит в режим стабилизации тока. Выходное напряжение может ограничиваться, чтобы исключить перегрузку по мощности. Настройка осуществляется через панель управления устройства или с компьютера через интерфейсы USB, LAN, GPIB.

Программирование предоставляет расширенные возможности по управлению. Например, можно формировать последовательность изменений напряжения и тока, генерирование пилообразных и других сигналов для тестирования предохранителей и различных электроприборов.

Итоги

В статье были рассмотрены основные характеристики источников питания постоянного тока, применяемых в испытательных системах.

Источник питания постоянного тока YIHUA-305D

обзор лабораторного блока питания YIHUA-305D

Источник питания постоянного тока представляет собой устройство, с помощью которого можно получить стабилизированное напряжение или постоянный ток.

Академия Суперайс - авторы статей в Supereyes

Увлечённые и опытные авторы компании, разбирающиеся в измерительном, оптическом и паяльном оборудовании, любящие своё дело

Время чтения: 10 минут

  • Классификация
  • Область применения
  • Комплектация
  • Режим постоянного напряжения
  • Режим постоянного тока
  • Особенности модели YIHUA-305D
  • Качество монтажа
  • Передняя панель
  • Задняя панель
  • Внутреннее устройство
  • Порядок работы
  • Уход за источником питания

Классификация

  • Источники (блоки) питания постоянного тока различают по мощности .
    К источникам питания малой мощности относятся источники до 100 Вт, к источникам питания средней мощности — источники до 300 Вт, к источникам питания большой мощности — свыше 300 Вт.
  • Источники питания могут быть первичными и вторичными .
    Первичные источники питания представляют собой источники, преобразующие самую разную энергию в электрическую. Например, аккумулятор. Вторичные источники питания сами не производят энергию, а используются, чтобы ее преобразовывать. Их цель – обеспечить необходимые параметры (например, напряжение, силу тока и др.).
  • Блоки питания различают по количеству выходов .

yihua 305d

Область применения

Блок питания постоянного тока применяется везде, где есть потребность в стабилизированном питании устройств и приборов, например, в лабораториях, в приборостроении, на производственных линиях, при питании цепей высокой индуктивности, в индустрии услуг связи, при отладочных работах, в токовой тренировке аккумуляторов и прочее.

Также блок питания является необходимым прибором при ремонте мобильных телефонов. Например, с его помощью можно зарядить аккумулятор. Иногда бывает необходимо контролировать потребляемый мобильным телефоном ток. Также блок питания помогает проводить диагностику неисправностей мобильного телефона. Рассматриваемая ниже модель идеально подходит для выполнения таких работ.

Для наглядности рассмотрим вторичный источник питания средней мощности, обеспечивающий подачу постоянного тока. Это блок питания YIHUA-305D.

Данный прибор является высокоточным и позволяет регулировать выходное напряжение и ток в пределах заданного диапазона. Такой диапазон для выходного тока составляет от 0 до 5 А или от 0 до 999 мА и для выходного напряжения – от 0 до 30 В. Может использоваться как стабилизатор напряжения и стабилизатор тока, то есть с помощью данного прибора можно заряжать аккумуляторы.

Комплектация

  • Блок питания;
  • Сетевой кабель питания длиной 110 см с вилкой евро стандарта;
  • Комплект проводов для подключения питаемых устройств;

коннектор крокодил

Среди них два коннектора с разной цветовой маркировкой для обозначения полярности подключения и три пары разъемов (щупы с крючками, USB-разъем, разъемы «крокодил»)

  • Инструкция по эксплуатации

Рассматриваемый источник питания функционирует в двух режимах: в режиме постоянного тока и в режиме постоянного напряжения.

блок питания комплектация

Режим постоянного напряжения

Для предельного выходного тока устанавливается заданный параметр. Если текущий параметр ниже, то блок питания переключается на режим постоянного напряжения. В этом случае на передней панели прибора загорится индикатор постоянного напряжения. При этом параметр выходного напряжения изменится на заданный. Таким образом, параметры тока будут подстраиваться под соответствующую нагрузку.

блок питания постоянного напряжения регулируемый

Режим постоянного тока

Если заданный предельный параметр выходного тока превышает текущий параметр, то блок питания переключается на режим постоянного тока. Данный режим также имеет индикацию на передней панели, а именно индикатор постоянного тока. Соответственно параметр выходного тока измениться на заданный. Обратите внимание, что превышение предельной выходной мощности недопустимо, поэтому, когда параметр выходного напряжения упадет ниже заданного, то источник питания YIHUA-305D автоматически перейдет в режим постоянного тока.

Особенности модели YIHUA-305D

  • Компактный дизайн;
  • Металлический корпус с передней панелью из пластика на четырех резиновых ножках, обеспечивающих его устойчивость;
  • Светодиодный двойной цифровой индикатор и вывод на дисплей текущих параметров;
  • Возможность вывода на дисплей текущих параметров постоянного тока в амперах или микроамперах;
  • Мощный трансформатор, обеспечивающий максимальную стабильность тока. Он выполнен на Ш-образном сердечнике и имеет несколько обмоток;
  • Регулируемое выходное напряжение;
  • Регулируемый выходной ток;
  • Защита от короткого замыкания (ток срабатывания 5 А);
  • Защита от перегрева;
  • Низкий уровень помех;
  • Ограничение тока и снижение напряжения;
  • Функция самовосстановления;
  • Сертификат соответствия ЕС;

Качество монтажа

Прибор смонтирован надежно. Все разъемы и гайки промазаны клеем во избежание случайного разъединения.

Передняя панель

Управление прибором осуществляется с передней панели. Здесь же находятся и все основные индикаторы.

настройка лабораторного блока питания

Двойной цифровой индикатор отображает параметры тока на выходе и параметры напряжения на выходе. Под индикатором постоянного тока находятся две ручки: одна для точной настройки стабилизации тока, а другая для грубой настройки. Такие же две ручки находятся под индикатором постоянного напряжения.

Включается и выключается прибор нажатием кнопки «Power», расположенной в нижнем левом углу прибора.

На передней панели расположены гнезда с отрицательной и положительной полярностью, а также гнездо заземления корпуса. Гнезда соответственно различаются по цвету: черное, красное и желтое. Если ток достигает предельного значения, то загорается лампочка, находящаяся под ручками настройки.

Если напряжение еще не стабилизировалось, то будет гореть лампочка, сигнализирующая, что процесс стабилизации не завершен. Она находится под ручками настройки напряжения.

Задняя панель

На задней панели находится переключатель напряжения переменного тока, разъем питания, отсек для предохранителя и вентилятор охлаждения.

В вентилятор поступает воздух через пазы в стенках корпуса. Поступивший в вентилятор воздух выдувается сзади, охлаждая при этом рабочие элементы внутри корпуса. При включении прибора слышен шум вентилятора.

Следует заметить, что выходной транзистор не обработан пастой. Охлаждение происходит только с помощью вентилятора.

вентиляция блока питания

Внутреннее устройство

В металлическом корпусе находятся силовой трансформатор, печатная плата со схемой прибора и множество проводов. Измерители тока и напряжения имеют отдельную плату, закрепленную за передней панелью источника питания. На этой плате находятся подстроечные резисторы, показатели которых при необходимости корректируются по образцовому амперметру или вольтметру. Еще одна небольшая плата предназначена для ручек настройки рабочих параметров.

устройство лабораторных блоков питания

Внутри устройства находятся коммутирующие вторичные обмотки силового трансформатора. За коммутацию отвечают два электромагнитных реле. Переключение обмоток происходит при переходе через напряжения примерно 8, 14 и 22 В.

Порядок работы

Обратите внимание, что переменный ток на выходе должен быть 220 В или 110 В.

При использовании блока питания существуют некоторые ограничения. Запрещается использовать блок питания в помещениях с температурой выше 40°C. Не следует также забывать, что на задней панели расположен вентилятор, поэтому установите прибор таким образом, чтобы вентилятор не был закрыт или загорожен.

  1. Подключите кабель питания.
  2. Установите переключатель переменного тока в положение «ON», при этом загорится красная лампочка.
  3. С помощью ручек грубой (COARSE) и точной настройки (VOLTAGE) задайте необходимое напряжение на выходе.
  4. К выходным гнездам положительной и отрицательной полярности подключите внешнюю нагрузку.
  5. Чтобы уменьшить напряжение пульсации, подключите положительное или отрицательное выходное гнездо к заземлению.

Перед началом работы необходимо выполнить предварительные установки постоянного тока. Для этого задайте напряжение в диапазоне от 3 до 10 В, после чего поверните ручку до упора в положение 0. Замкните проводку к положительным и отрицательным полюсам, а затем поворачивайте ручку регулировки до нужного значения тока. Удалите замкнутый кабель и установите ручку напряжения в необходимое положение.

Уход за источником питания

В случае поломки патронного плавкого предохранителя блок питания отключается. Неисправный предохранитель может быть заменен. Для этого необходимо вскрыть отсек предохранителя.

Поломка предохранителя не происходит случайно. Постарайтесь выяснить ее причины, чтобы она не произошла повторно. Однако диагностику и ремонт не следует проводить самостоятельно. Работы по ремонту должны осуществляться квалифицированным специалистом.

блок питания yihua

Выше рассмотренное устройство произведено китайской компанией «YIHUA Electronic Equipment Co., Ltd». Данная компания небезосновательно стремиться сделать «YIHUA» мировым брендом. Продукция этой компании отличается надежностью и удобством в использовании. При этом «YIHUA» постоянно увеличивает свой потенциал, руководствуясь последними тенденциями рынка. Благодаря ее разработкам многие профессионалы и любители с удовольствием пользуются недорогой, но качественной и надежной техникой.

Энциклопедия

Строго говоря, источник тока — это элемент электрической цепи, поддерживающий в этой цепи ток заданного значения, не зависящего от сопротивления прочих элементов цепи. Это — идеальный источник тока.

Идеальный источник тока (токовый генератор) существует лишь в воображении. В реальности источник тока всегда имеет ограничение — лишь в некотором строго определенном диапазоне значений он может максимально приближенно имитировать поведение идеального источника тока.

Реальный источник тока — устройство, которое лишь старается поддерживать в цепи, к которой он подключен, ток заданного уровня, пока это позволяют его возможности (максимальный выходной ток и напряжение).

Именно максимальные ток и напряжение источника определяют диапазон значений тока, в котором прибор способен имитировать идеальный источник тока. А точность такой имитации определяет параметр Transient Responce — время реакции на изменение нагрузки. Чем оно меньше, тем реальный источник более приближен к идеальному источнику тока.

Практически все модели, описанные в разделе источники постоянного тока, могут использоваться в зависимости от выбранного режима и как источники тока, и как источники напряжения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *