Інформація
Пошук

Лабораторні блоки живлення: особливості будови і застосування.

29.01.2020



Також лабораторні блоки живлення використовуються як аналог стабілізатора напруги для медичного обладнання. При цьому він має перевагу перед стабілізаторами, оскільки видає не відсотки, а фіксований напруга, що буває важливо при скачках напруги. Тобто, при будь-якому вхідному напрузі він дає на виході заданий необхідне значення напруги.

Основні характеристики блоків живлення можна дізнатися виходячи з назви моделі. Цей міжнародний стандарт найменування зроблений спеціально для уникнення плутанини і підтримується всіма зарубіжними виробниками.

Перші дві букви в назві (їх може і не бути) позначають код виробника. Далі - чотири (рідше три або п'ять) цифр позначають максимальне видається напруга (перші дві цифри) і максимальний вихідний струм (останні дві цифри). До них, через рисочку, може бути додана цифра, що означає кількість каналів.

Наприклад, YIHUA 1502DD, EXtools PS-1502D, HYelec HY1502D позначає блок живлення, що видає максимальне напруження 15В, і максимальний струм до 2А.

Залежно від принципу дії і кількості пристроїв, що підключаються, лабораторні БП діляться на лінійні і імпульсні, а також одноканальні і багатоканальні, відповідно. Крім того, вони розрізняються за параметрами стабілізації (струму або напруги), формі напруги: постійному або змінному, типу діапазону, максимальному току і напрузі, потужності, по типу настройки видається напруги і струму, по виду ізоляції і по індикації.

Лінійні (також звані «трансформаторними») засновані на низькочастотному трансформаторі, що знижує вхідна змінна напруга 220В з частотою 50 Гц до десятків Вольт з тією ж частотою 50 Гц. Потім змінну напругу випрямляється і згладжується конденсаторами. Після чого знижується транзисторним стабілізатором до необхідного заданого рівня. Перевага такого типу пристроїв - простота і надійність конструкції, відсутність високочастотних пульсацій, а також низька вартість ремонту і запчастин. Однак у лінійних БП є і зворотна сторона - низький ККД (до 60%), пов'язаний з тим, що все зайве напруга перетвориться в тепло. На транзисторному стабілізаторі буде розсіюватися в 4 рази більше потужності, ніж надходити на навантаження. Через це вони досить громіздкі і важкі. Наприклад, сучасні моделі, що забезпечують роботу з навантаженням до 200 Вт, важать від 5 до 10 кг. Також, з часом, відбувається усихання згладжують конденсаторів, через що на виході утворюються провали напруги. Додатково до цього не виключено попадання високочастотних шумів. Тому, якщо потрібно найбільш чисте вихідна напруга, слід використовувати хороший мережевий фільтр, встановлений перед лінійним ЛБП.

Імпульсні лабораторні блоки живлення функціонують за допомогою заряду імпульсами струму згладжують конденсаторів. У них вхідна змінна напруга вирівнюється і отриманий постійний струм, у вигляді малих імпульсів збільшеною частоти, надходить на фільтри конденсаторів. Після цього завдяки инвертору відбувається перетворення постійного струму в змінний. А потім напруга згладжується фільтром. Ну а регулювання вихідної напруги, як правило, здійснюється за допомогою зміни спеціальним контролером широтно-імпульсної модуляції (ШІМ).



Для перетворення струму використовуються невеликі трансформатори, тому імпульсні БЖ досить компактні, мають невелику вагу. ККД імпульсних блоків - 80, а іноді і 90%. До переваг можна віднести високий коефіцієнт стабілізації і більш висока, в порівнянні з лінійними блоками харчування, вихідна потужність, а також відсутність чутливості до якості електроенергії та частоті вхідної напруги.

Головні недоліки імпульсних блоків живлення - складність конструкції, що впливає на надійність, і наявність високочастотної пульсації (навіть з урахуванням фільтрації): при цьому рівень пульсацій залежить від навантаження - чим вона вища, тим більше амплітуда пульсацій. Крім того, він дає радіочастотні наведення. Так що вони не дозволяють працювати з деякими типами пристроїв.

Як бачимо, в обох типів лабораторних блоків живлення є як переваги, так і недоліки. Тому вибір оптимального типу пристрою залежить від необхідних якостей. Якщо Вам потрібен ЛБП, що володіє хорошою надійністю і відсутністю радіоперешкод, варто вибрати лінійний (трансформаторний). Якщо ж є необхідність у великій потужності і зручною транспортабельности - підійде імпульсний.

Також тип потрібного БП визначається навантаженням по току. Так, для приладів, які споживають до 5А підходять лінійні блоки живлення. Для пристроїв, що працюють на струмі понад 5А - імпульсні БЖ. Справа в тому, що всі потужні лабораторні блоки живлення, що дають великий струм, - імпульсні.

Сучасні лабораторні блоки живлення можуть застосовуватися як для одного, так і для одночасного використання декількох приладів. Це визначається кількістю вихідних каналів. Тому вони діляться на одно- і багатоканальні.

Більшість нових моделей лабораторних блоків живлення мають тільки один вихідний канал. Рідше використовуються двох і трьохканальний пристрою.

Варто відзначити, що багатоканальні блоки живлення дозволяють видавати регульоване напруга і струм різних значень. Тобто, параметри вихідної напруги задаються окремо. Погодьтеся, це дуже зручно, якщо потрібно працювати з різними типами пристроїв, що підключаються. Правда, в трьохканальний блоках харчування третій канал нерегульований (на 5В).

Найбільш дешевими і поширеними є одноканальні блоки живлення. Їх досить для перевірки або підключення одного приладу. Два каналу виведення підійдуть якщо потрібно живити дві ділянки схеми різними напругами або одночасно протестувати два пристрої. Трьохканальний, що мають один фіксований на 5В (як найбільш поширене мала напруга) і два регульованих каналу, знаходять застосування для підключення до складних приладів. Наприклад, це може використовуватися для харчування медичного обладнання з роздільним живленням датчика, блоку первинної обробки даних і схеми точної обробки і відображення параметрів. При наявності гальванічної розв'язки між каналами такі ЛБП здатні видавати напруги і струми, помітно різняться з сусідніми каналами.

Оскільки всі БП великої потужності (більше 500 Вт) мають тільки один канал, може здатися очевидним, що при необхідності, можливо підключити кілька БП. Однак таке рішення не дозволить забезпечити синхронне включення / вимикання і регулювання блоків живлення і спровокує підвищення високочастотної пульсації. Крім того, не виключений ризик пошкодження БП через пробою ізоляції.



Основними властивостями лабораторних БП є регульована видача стабілізованої напруги (CV) та струму (CC). При використанні лабораторного блоку живлення в режимі видачі стабілізованої напруги, формується заданий напруга навіть при змінюються токах навантаження. У режимі стабілізації струму блок живлення повинен подавати заданий струм навіть при змінному опорі навантаження.

Режим стабілізації вихідного струму, як правило, присутня на всіх одноканальних блоках харчування якісних брендів (Mastech, AXIOMET, HYelec). І зрідка, як виняток, в дорогих багатоканальних моделях.

Режим стабілізації вихідного струму відсутня в дешевих одноканальних і в більшості багатоканальних (незалежно від бренду) блоках харчування. Замість цього вони мають «захист від перевантаження і короткого замикання».

Ще однією з характеристик є форма напруги і струму на виході. Залежно від конкретної моделі, ЛБП можуть бути розраховані як на видачу постійного струму і напруги, так і на змінні напруга / струм.

Як правило, лабораторні БП видають постійна напруга і струм. Однак для тестування електронних приладів може знадобитися зміна вихідної напруги за певним заданим алгоритмом. Для цього в деяких моделях блоків живлення є «Режим зміненого вихідного напруги за списком заданих значень». З його допомогою можна створити програму, що складається з послідовних кроків, кожен з яких має певну напругу і тривалість. Завдяки існуванню такого режиму можливо проводити тестування обладнання і пристроїв на скачки напруги, наростання і спад напруги, втрату напруги. Якщо ж має значення імітація навантажень в побутової електричної мережі 220 В, варто звернути увагу на БП, що видають змінне напруга. Причому деякі моделі формують трифазне напругу з вимірюванням зсуву кутів фаз.

Діапазон лабораторних блоків живлення по вихідній напрузі і току буває двох видів: фіксованим і автоматичним. Фіксований діапазон мають багато бюджетні ЛБП. Вони дозволяють вибрати будь-яку комбінацію струму і напруги в максимальних значеннях. Так, одноканальний ЛБП з найбільшим напругою 30В і силою струму 5А здатний підтримати даний струм при такому напруженні. Однак підвищити межі як струму, так і напруги, на такому пристрої неможлива. При цьому підтримувана потужність складе 30В х 5А = 150Вт.

Автоматичний діапазон характеризується можливістю вибору будь-якої комбінації напруги і струму, навіть перевищуючи їх максимальні значення, в межах максимальної потужності.

БП володіють різним подається напругою і струмом. Поширені діапазони постійної напруги такі: 0 - 15В, 0 - 30В, 0 - 60В. Діапазони по току: 0 - 2А / 3А, 0 - 5А, 0 - 10А, 0 - 20А, 0 - 30А.

Такий важливий фактор при виборі БП - потужність пристрою, що видається в навантаження. Так, ЛБП постійного струму діляться на стандартні і потужні. Перші підтримують навантаження до Потужність 700 Вт. Другі - більше Потужність 700 Вт. БП стандартної потужності мають вагу до 15 кг. Надпотужні пристрої до 3 кВт існують як в переобраним, так і в стоєчном варіанті. Більш потужні (від 3 кВт) - тільки в промисловому стоєчном виконанні. Оскільки універсальних лабораторних блоків живлення не існує, при виборі слід спиратися на потужність під конкретну задачу.

По виду настройки лабораторні блоки живлення бувають ручні і програмні. Ручні налаштовуються безпосередньо на самому ЛБП за допомогою рукояток-крутилок або кнопок. Програмна настройка проводиться не на приладі, а на комп'ютері. Тому нею можливо управляти віддалено. Вона може бути виконана у вигляді готової спеціальної програми, що поставляється разом з ЛБП, так і у вигляді власної створеної програми. Необхідність програмування може виникнути в разі включення ЛБП до складу вимірювального комплексу або застосування надпотужних ЛБП.

Деякі моделі мають комбінованим керуванням, яке можна здійснювати як з корпусу ЛБП, так і з комп'ютера. Для цього передбачена можливість підключення до ПК.

Основними відображеними параметрами є вольтметр і амперметр. Їх індикація буває стрілочної і цифровий. Стрілочні індикатори представлені у вигляді аналогової шкали зі стрілкою. Вони більш чутливі до перепадів напруги і струму, але менш інформативні, оскільки точність вимірювання залежить від поділок шкали і по ним неможливо визначити десяті й тисячні значення (наприклад, 0.2 А чи 0.05А).

Цифрові відображають електричні параметри на LCD дисплеї. Вони дозволяють показувати десяті й тисячні частки вимірів. Такі дисплеї трьох і чотирьох розрядні.

Є моделі ЛБП, що мають цифрове відображення вольтметра і стрелочное - для амперметра.

Гальванічна ізоляція БП дозволяє ізолювати напругу і струм між різними каналами і мережею живлення. Вона захищає від пробою напругою вище 220В і замиканням на землю. Це досягається за допомогою наявності окремих обмоток трансформатора для кожного з каналів.

Наявність гальванічної захисту обов'язково для застосування ЛБП при підключенні пристроїв, що мають аналогову і цифрову частину або ізольовані частини.


Для забезпечення безпечної роботи і збереження як самого ЛБП, так і підключеного до нього обладнання, передбачені захисні функції, представлені у вигляді захисту від струмового перевантаження, перенапруги, перевантаження по потужності, перегріву. Реалізація захисних функцій різноманітна. Наприклад, при перевищенні заданого струму, в разі короткого замикання, може відключити навантаження, обмежити струм на виході або переключитися на режим стабілізації вихідного струму.

Related Articles

Види прецизійних викруток, їх назви і призначення

Види прецизійних викруток, їх назви і призначення

Сферою застосування прецизійних викруток є ремонт мініатюрних електронних пристроїв і дрібних приладів які мають дрібні елементи кріплення.

Лупа косметологічна, для вишивання, для пайки - призначення та характеристики

Лупа косметологічна, для вишивання, для пайки - призначення та характеристики

Збільшувальні лінзи і скло відносяться до оптичних приладів та призначаються для розглядання дрібних предметів і деталей.

Газові пальники: особливості будови і застосування.

Газові пальники: особливості будови і застосування.

Газовий пальник — це пристрій, що характеризується створенням полум’я в процесі згоряння газоподібного палива. За допомогою регулювання полум’я досягається необхідний нагрів. А факел утворюється за допомогою підпалювання газу на виході з пристрою.

Tags лабораторний, блок живлення, джерело живлення, одноканальний блок, багатоканальний, джерело живлення