Mazda4you.ru

Мазда №4
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ПРИМЕНЕНИЕ И УСТРОЙСТВО БЛОКОВ ПИТАНИЯ

ПРИМЕНЕНИЕ И УСТРОЙСТВО БЛОКОВ ПИТАНИЯ

Универсальные и лабораторные блоки питания

В общем случае любой блок питания (БП) это прибор, который при подключении к электрической сети формирует необходимые для дальнейшего использования напряжение и ток.

Чаще всего такие устройства преобразуют переменный ток электрической сети общего пользования (

220В, частота 50 Гц.) в постоянный.

  • трансформаторные (линейные);
  • импульсные.
  • стабилизированными;
  • нестабилизированными.
  • понижающий трансформатор с первичной обмоткой, рассчитанной на сетевое напряжение;
  • двухполупериодный выпрямитель, с помощью которого напряжение переменного тока преобразуется в постоянное (пульсирующее);
  • конденсатор большой емкости, сглаживающий пульсации.

В таких блоках питания номинальные значения выходных параметров (напряжение, ток) обеспечиваются только при нормальных значениях входных электрических параметров и тока, потребляемого нагрузкой. Используются они для работы с устройствами, оснащенными собственными стабилизаторами.

В импульсных блоках питания переменное напряжение выпрямляется, а затем преобразуется в высокочастотные импульсы прямоугольной формы и заданной скважности.

Стабилизация в них обеспечивается применением отрицательной обратной связи, которая может быть организована как с помощью гальванической развязки от питающей цепи (трансформатор), так и путем подачи импульсов на фильтр низкой частоты.

В зависимости от колебаний сигнала обратной связи регулируется скважность выходных импульсов и таким образом поддерживается стабильность выходного напряжения.

  • до 5А применяют линейные БП;
  • свыше 5А используют импульсные БП.
  1. Высокий коэффициент полезного действия (КПД), достигающий в некоторых случаях 98%.
  2. Небольшой вес, что связано с уменьшением размеров трансформаторов при использовании токов высокой частоты.
  3. Широкий диапазон питающего напряжения и частоты.
  4. Наличие большого количества встроенных элементов защиты и др.

Оба вида блоков в широком ассортименте представлены на отечественном рынке радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). При этом большой популярностью пользуются универсальные БП, которыми оснащаются рабочие места работников предприятий, специализирующихся на производстве или ремонте РЭА. Имеются они и у каждого радиолюбителя.

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ БЛОКИ ПИТАНИЯ

Универсальный БП — это надежный источник электропитания, обладающий стабильными выходными параметрами и имеющий двойной запас по мощности. На его передней панели в общем случае должны размещаться:

1. Стрелочные и цифровые измерительные приборы (вольтметр, амперметр). При этом: стрелочный даст возможность оценить динамические изменения контролируемых параметров; цифровой позволит с высокой точностью контролировать выходные характеристики БП.

2. Органы управления, с помощью которых регулируют выходные параметры в режимах «грубо» и «точно», индикатор режима работы, тумблер или клавишный выключатель питающей электросети.

Теоретически возможно, но практически нецелесообразно разработать и изготовить универсальный блок питания, который подойдет, как говорят, «на все случаи жизни». Такое устройство будет иметь огромные размеры и вес, а его стоимость превысит все допустимые пределы.

Поэтому современные универсальные источники вторичного напряжения классифицируются по мощности, по номинальному значению выходного напряжения и по количеству выходов питающего напряжения. Исходя из этих градаций и осуществляют выбор необходимого прибора.

  • низковольтные до 100 В;
  • средневольтные до 1000 В;
  • высоковольтные свыше 1000 В.
  • микромощные, выходная мощность которых не превышает 1 Вт;
  • малой мощности от 1 до 10 Вт;
  • средней мощности 10. 100 Вт;
  • повышенной (от 100 до 1000 Вт) и высокой (свыше 1000 Вт) мощности.

Блок питания с регулировкой.

Одним из самых простых универсальных источников электропитания является регулируемый. Например, для начинающих радиолюбителей таким устройством может быть блок питания с током нагрузки в несколько ампер и позволяющий регулировать выходное напряжение в пределах от 1 до 36 В.

К нему можно подключить не только радиотехническое устройство или электродвигатель, но и автомобильный аккумулятор для зарядки.

В основе электрической схемы такого блока питания лежит мощный силовой трансформатор, а на выходе устанавливается мощный транзистор, установленный на теплоотводящий радиатор. Управляет транзистором специальная микросхема. Имеющиеся низкочастотные пульсации и высокочастотные шумы сглаживаются электролитическими конденсаторами большой емкости.

ЛАБОРАТОРНЫЙ БЛОК ПИТАНИЯ

Лабораторный блок питания ни что иное как высококачественный универсальный источник питания с нормированными и термостабильными характеристиками. Эти устройства имеются на любом предприятии, которое занимается разработкой, изготовлением или ремонтом и/или ремонтом радиоэлектронной аппаратуры.

Используют их во время проверки и/или калибровки различных приборов. Кроме того они необходимы в тех случаях, когда нужно с высокой точностью подать питающее напряжение и ток на радиотехническое устройство.

Как правило, лабораторные блоки питания оснащаются всевозможными устройствами защиты (перегрузка, защита от короткого замыкания и пр.) и органами регулировки выходных параметров (напряжение и ток).

Серийно выпускаемые лабораторные источники питания могут быть как линейными, так и импульсными.

Линейные лабораторные БП строятся на базе больших низкочастотных трансформаторов, которые понижают сетевое напряжение

220 В частотой 50 Гц до определенного значения. Частота переменного тока при этом остается без изменений. Затем синусоидальное напряжение выпрямляется, сглаживается емкостными фильтрами и доводится до заданного значения линейным полупроводниковым стабилизатором.

  • большие габаритные размеры и вес, который может быть больше 20 кг. Из-за этого мощность на нагрузке у таких БП редко превышает 200 Вт.;
  • низкий КПД (не более 60%), что обусловлено принципом работы линейного стабилизатора, где все избыточное напряжение преобразуется в тепло;
  • наличие высокочастотных помех, проникающих из сети

В основу работы импульсных лабораторных блоков питания положен принцип заряда сглаживающих конденсаторов импульсным током. Он образуется в момент подключения/отключения индуктивного элемента. Переключение происходит под действием специально оптимизированных транзисторов, а выходное напряжение регулируется путем изменения глубины широтно импульсной модуляции (ШИМ).

  • плавного изменения глубины ШИМ, что в свою очередь, позволяет закачивать в сглаживающие конденсаторы такое количество энергии, которое соизмеримо с энергопотреблением нагрузки БП. При этом КПД блока питания может достигать 90 и более процентов;
  • высокочастотной составляющей, которая дает возможность использования сглаживающих конденсаторов значительно небольшой емкости.

За счет этого габаритные размеры корпуса невелики. Кроме того, за счет более высокого КПД значительно уменьшается выделение тепла и улучшается температурный режим работы источника питания.

  • высокочастотные пульсации на выходе, которые достаточно тяжело отфильтровать;
  • радиочастотные наводки и их гармоники, вызванные периодическими токовыми импульсами.
  • стандартные, мощностью до 700 Вт. Их максимальный вес не превышает 15 кг.;
  • большой мощности.

Стандартные исполнения могут быть как трансформаторными, так и импульсными. Предназначены они для работы с напряжениями в диапазоне от 15 до 150 В. При этом максимальный ток ограничивается величиной порядка 25 А. Как правило, они имеют от одного до трех каналов, из которых два являются регулируемыми.

© 2012-2021 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов

Как регулировать выходной ток блока питания

При создании этого блока питания я был вдохновлён программируемым модулем питания Ruideng DPS5015. Доступно несколько моделей, они различаются по максимальному выходному напряжению и току. Последние оснащены опциями связи (USB и Bluetooth).

Программируемый — регулируемый блок питания, описываемый в этой статье, предназначен для питания электронных самоделок. Первоначально он был основан на модуле модели Ruideng DPS5015 без связи с ПК, но позже я приобрёл модуль позволяющий подключить его к компьютеру.

Параметры блока питания:

  • Входное напряжение: 100 — 220В;
  • Частота переменного тока: 50 Гц / 60 Гц;
  • Выходное напряжение: 0 — 42 В;
  • Выходной ток: 0 — мин. 4A, макс. 5A (DPS5005) или 15A (DPS5015);
  • Разрешение выходного напряжения: 0,01 В;
  • Разрешение выходного тока: 0,01 А, (0,001 А для DPS5005);
  • Выходная мощность: 200 Вт;
  • Точность выходного напряжения: +/- (0,5% +1 цифра);
  • Точность выходного тока: +/- (0,5% + 2 цифры);
  • Количество ячеек памяти: 9 наборов групп данных плюс последняя настройка (память 0);

Что значит программируемый?

В блоке питания Ruideng DPS5015 или DPS5005 можно настроить параметры блока питания и сохранить их в энергонезависимой памяти с передней панели.

Блок питания Ruideng DPS5005 с модулем коммуникаци можно подключить к компьютеру с помощью USB кабеля либо посредством Bluetooth, и настраивать или программировать все параметры с ПК.

Основные программируемые параметры:

  • Выходное напряжение;
  • Выходной ток;
  • Пороги ограничения (напряжения, тока и мощности).

3575430229.jpg2461845125.jpg

Ruideng DPS5015 модуль содержит цветной ЖК-дисплей, на котором отображаются все необходимые данные. Модуль может обеспечить максимальное выходное напряжение 50 В и ток 15 А.

Любой модуль DPS Ruideng требует на входе другой источника питания, с выходным напряжением 50 В и током 5 А или более. Такой источник питания может быть выполнен на силовом трансформаторе 220В / 50В с диодным мостом и сглаживающим конденсатором. Это решение очень тяжелое, крупногабаритное и не очень эффективное. Я намеревался применить импульсный блок питания 220 В / 48 В, но поскольку подходящего не было найдено, было решено использовать два модуля 220VDC / 24VAC. Модули подключаются параллельно на их входах и последовательно на выходах.

  • Импульсный блок питания 24V / 4-6A, 2шт;
  • Версия без связи, программируемый PS Ruideng DPS5005, (или DPS5015);
  • Версия со связью, программируемая связь PS Ruideng DPS5005;
  • Пластиковый корпус;
  • Выключатель питания;
  • Вентилятор 12В;
  • Адаптер 220VDC / 12VDC;
  • Розетки bannana jack, 2шт, ebay;
  • Термистор, 10 кОм;
  • Драйвер для вентилятора, построенный на небольшой монтажной плате;
  • Сетевой кабель 220 В, 2,5 А из местного магазина, зависит от типа вилки.

Детали в драйвере вентилятора:

  • Транзистор 2N5401 или BC337;
  • Диод универсальный 1N4148;
  • Подстроечный резистор 1 кОм;
  • Гнездовой разъем JST 2,5 мм на плате, 3шт;
  • Штекер JST 2,5мм с кабелем, 3шт.

2950491957.jpg503067429.jpg

547101333.jpg

Схема подключения — Версия А — Без связи с компьютером

1732010053.jpg

Связи между всеми блоками показаны на картинке выше. С левой стороны находится ввод 220 В, главный кабель и главный выключатель. Посередине расположены два модуля AC/DC 220V/24V. Эти модули подключаются параллельно на входе напряжением 220 В переменного тока. Выходы этих модулей подключены последовательно и подключены к входу программируемого модулю DPS. Каждый модуль выдает 24 В постоянного тока, поэтому общее выходное напряжение составляет 48 В. Программируемый DPS 5015 подключается к выходным разъемам (плюс и минус выходного напряжения прибора) и ленточным кабелем к ЖК-дисплею. На картинке в верхней части — адаптер 220В/12В, драйвер вентилятора и вентилятор на 12 В. На картинке не отображается термистор. Термистор с отрицательным температурным коэффициентом, NTC устанавливается внутри одного из алюминиевых радиаторов.

1515997685.jpg

Программируемый DPS 5005, показанный на следующем рисунке, содержит силовой блок внутри дисплея. Провода подключаются напрямую от импульсных источников питания к дисплею и от дисплея к выходным разъемам.

503105373.png

Схема драйвера вентилятора представлена ​​на следующем рисунке. Подключение очень простое, всего несколько компонентов. Транзистор T1 включает вентилятор согласно значению термистора. Если термистор нагревается, его сопротивление уменьшается, транзистор открывается, вентилятор начинает крутиться. Диод D1 защищает транзистор.

Как правило, охлаждающий вентилятор не нужен для модулей DPS. Модуль DPS5015 оснащён собственным маленьким вентилятором. DPS5005 не требует охлаждения.

Блоки питания 220VDC/24VAC при большой нагрузке требуют охлаждения, поэтому я объединил их в единый блок и снабдил вентилятором. Вентилятор включается только при повышении температуры алюминиевого радиатора на одном из двух блоков. Большую часть времени работы программируемого блока питания вентилятор не работает. Для питания вентилятора установлен отдельный адаптер 220В/12В.

507539440.jpg

Схема подключения — Версия В — имеется связь с компьютером

Схема подключения такая же, как у версии A. К модулю Ruideng DPS5005 добавлена ​​плата связи USB. Плата USB подключается штатным кабелем с разъемами с двух сторон.

3849123732.jpg

К дисплейному модулю можно подключить только одну плату, USB или Bluetooth.

1507857696.jpg1686125712.jpg3600867456.jpg774950985.png

Рекомендуется проверять все модули и детали в процессе монтажа. Я рекомендую сначала проверить драйвер вентилятора, подключенный к вентилятору и к 12 В от другого источника питания. Вентилятор должен работать или не работать в зависимости от положения подстроечного резистора. Примерно в среднем положении подстроечника вентилятор должен останавливаться. Если нагреть термистор (например, паяльником), вентилятор должен начать вращаться.

Для управления блоком питания с помощью компьютера, требуется скачать и установить программу с этого сайта.

Программа имеет две вкладки: Базовые и расширенные функции. Функции вкладка «Базовые функции» похожи на функции панели самого прибора. Вкладка «Расширенные функции» находятся более сложные функции, которые можно использовать для автоматических измерений компонентов. Кроме более понятной и упрощенной памяти для групп данных есть функции:

  • Автоматический тест — позволяет настроить количество шагов (максимум 10), временные интервалы по величине задержки для каждого шага, напряжение и ток для каждого шага.
  • Сканирование напряжения — позволяет регулировать выходной ток, пуск, останов и значение шага напряжения, одну общую задержку для каждого шага.
  • Сканирование тока . Функционирует так же, как сканирование напряжения. Регулировка выходного напряжения, пуска, остановки и значения шага тока, одна общая задержка для каждого шага.

Руководство пользователя программируемого DPS Ruideng входит в комплект поставки.

Очень хорошая особенность блока питания — это возможность подключения или отключения нагрузки на выходных разъемах переключателем. Таким образом, при регулировке напряжения и тока нагрузка может быть отключена и защищена.

324013441.jpg774906929.jpg
На рисунках выше показан пример режима стабилизации тока. В верхней строке ЖК-дисплея отображаются заданные напряжение и ток. К выходным разъемам подключен резистор 4,7 Ом. Хотя напряжение установлено на 10 В, выходное напряжение составляет около 4,7 В, потому что ток установлен на 1 А и был достигнут.

На следующем рисунке к выходу подключен стабилитрон, ток установлен на значение около 0,05 А, а линия напряжения показывает напряжение стабилитрона 4,28 В. При таких измерениях компонентов важно проверить отображаемую мощность на третьей большой строке (например, 0,25 Вт). Я сжёг один стабилитрон установив напряжение на 30 В, потому что при настройке тока 0,05 А я допустил мощность на нём более 1,5 Вт!

В 9 ячейках памяти могут храниться очень часто используемые напряжения, такие как 3,3 В, 5 В, 6 В, 9 В, 12 В и так далее, с ожидаемыми токами, повышенными напряжениями и токами.

Управляемая с компьютера версия блока питания позволяет проводить автоматическое тестирование компонентов, нечто похоже на снятие вольт-амперных характеристик. Так же возможно организовать зарядку аккумулятора со временем и током, зависящим от напряжения.

  • Вперед
Связанные статьи

Лабораторный блок питания с цифровым управлением

В юном возрасте, около 40 лет назад, я создал двойной линейный блок питания. В этом источнике питания использовался один потенциометр для регулировки напряжения и один для регулировки тока. По прошествии многих лет эти потенциометры пришли в негодность, что затрудняло получение стабильного выходного напряжения.

Лабораторный блок питания из старого ATX

При наладке радиоэлектронных устройств часто возникает потребность в лабораторном блоке питания, позволяющий регулировать выходное напряжение и ток, и имеющий защиту. В магазинах они довольно дороги, поэтому я решил его собрать самостоятельно.

Мини лабораторный блок питания

Настольный блок питания чрезвычайно полезен для любителей электроники, но он может быть дорогим при покупке на рынке. В этом руководстве я покажу вам, как сделать блок питания для мини-лаборатории с ограниченным бюджетом. Это отличный проект как для начинающих, так и для всех, кто интересуется электроникой.

Коммутатор обмоток для лабораторного блока питания

Регулируемый источник питания является обязательным атрибутом на столе радиолюбителя, но из-за их немалой стоимости многие предпочитают сделать лабораторный блок питания.

В чем отличие блока питания от драйвера для светодиодов: теория и практика, всё что нужно знать

Примечание автора: «В сети есть достаточно большое количество информации о питании светодиодной продукции, но когда я готовил материал для этой статьи, нашел большое количество абсурдной информации на сайтах из топа выдачи поисковых систем. При этом наблюдается либо полное отсутствие, либо неправильное восприятие базовых теоретических сведений и понятий».

Светодиоды — самый эффективный на сегодняшний день из всех распространенных источников света. За эффективностью кроются и проблемы, например высокое требование к стабильности тока, который их питает, плохая переносимость сложных тепловых режимов работы (при повышенной температуре). Отсюда выходит задача решения этих проблем. Давайте разберемся, чем отличаются понятия блок питания и драйвер. Для начала углубимся в теорию.

Содержание статьи

В чем отличие блока питания от драйвера для светодиодов: теория и практика, всё что нужно знать

Источник тока и источник напряжения

Блок питания — это обобщенное названия части электронного устройства или другого электрооборудования, которое осуществляют подачу и регулирование электроэнергии для питания этого оборудования. Может находиться как внутри устройства, так и снаружи, в отдельном корпусе.

Драйвер — обобщенное название специализированного источника, коммутатора или регулятора питания для специфичного электрооборудования.

Различают два основных типа источников питания:

Давайте рассмотрим их отличия.

Источник напряжения — это такой и источник питания напряжение на выходе которого не изменяется при изменении выходного тока.

У идеального источника напряжения внутреннее сопротивление равняется нулю, при этом выходной ток может быть бесконечно большим. В реальности же дело обстоит иначе.

У любого источника напряжения есть внутреннее сопротивление. В связи с этим напряжение может несколько отклоняться от номинального при подключении мощной нагрузки (мощная — малое сопротивление, большой ток потребления), а выходной ток обуславливается его внутренним устройством.

Для реального источника напряжения аварийным режимом работы является режим короткого замыкания. В таком режиме ток резко возрастает, его ограничивает только внутреннее сопротивление источника питания. Если источник питания не имеет защиты от КЗ, то он выйдет из строя

Источник тока — это такой источник питания, ток которого остается заданным независимо от сопротивления подключенной нагрузки.

Так как целью источника тока является поддержание заданного уровня тока. Аварийным режимом работы для него является режим холостого хода.

Если объяснить причину простыми словами, то дело обстоит следующим образом: допустим, вы подключили к источнику тока с номинальным в 1 Ампер нагрузку сопротивлением в 1 Ом, то напряжение на его выходе установится в 1 Вольт. Выделится мощность в 1 Вт.

Если увеличить сопротивление нагрузки, скажем, до 10 Ом, то ток так и будет 1А, а напряжение уже установится на уровне 10В. Значит, выделится 10Вт мощности. И наоборот, если снизить сопротивление до 0.1 Ома, ток будет все равно 1А, а напряжение станет 0.1В.

Холостым ходом называется состояние, когда к выводам источника питания ничего не подключено. Тогда можно сказать, что на холостом ходу сопротивление нагрузки очень большое (бесконечное). Напряжение будет расти до тех пор, пока не потечет ток силой в 1А. На практике, для примера такой ситуации можно привести катушку зажигания автомобиля.

Напряжение на электродах свечи зажигания, когда цепь питания первичной обмотки катушки размыкается, растёт до тех пор, пока его величина не достигнет напряжения пробоя искрового промежутка, после чего через образовавшуюся искру протечет ток и рассеется энергия, накопленная в катушке.

Искра на электродах свечи зажигания

Состояние короткого замыкания для источника тока не является аварийным режимом работы. При коротком замыкании сопротивление нагрузки источника питания стремится к нулю, т.е. оно бесконечно маленькое. Тогда напряжение на выходе источника тока будет соответствующим для протекания заданного тока, а выделяемая мощность ничтожно мала.

Перейдем к практике

Если говорить о современной номенклатуре или названиям, которые даются источникам питания в большей степени маркетологами, а не инженерами, то блоком питания принято называть источник напряжения.

К таким относятся:

Зарядное устройство для мобильного телефона (в них преобразование величин до достижения необходимого зарядного тока и напряжения осуществляется установленными на плате заряжаемого устройства преобразователями.

Блок питания для ноутбука.

Блок питания для светодиодной ленты.

Драйвером называют источник тока. Основное его применение в быту — это питание отдельных светодиодов и светодиодных матриц и те и другие обычной высокой мощности от 0.5 Вт.

Светодиодные матрицы

Питание светодиодов

В начале статьи было упомянуто, что у светодиода весьма высокие требования к питанию. Дело в том, что светодиод питается током. Это связано с вольтамперной характеристикой всех полупроводниковых диодов. Взгляните на неё.

На картинке ВАХ диодов разных цветов:

ВАХ светодиодов

Такая форма ветви (близка к параболе) обусловлена характеристиками полупроводников и примесей которые в них внесены, а также особенностей pn-перехода. Ток, когда напряжение, приложенное к диоду меньше порогового почти, не растёт, вернее его рост ничтожно мал. Когда напряжение на выводах диода достигает порогового уровня, через диод резко начинает расти ток.

Если ток через резистор растёт линейно и зависит от его сопротивления и приложенного напряжения, то рост тока через диод не подчиняется такому закону. И при увеличении напряжения на 1% ток может возрасти на 100% и больше.

Плюс к этому: у металлов сопротивление увеличивается при росте его температуры, а у полупроводников наоборот — сопротивление падает, а ток начинает расти.

Чтобы узнать причины этого подробнее нужно углубиться в курс “Физические основы электроники” и узнать о типах носителей зарядов, ширине запрещенной зоны и прочих интересных вещах, но делать этого мы не будем, бегло эти вопросы мы рассматривали в статье о биполярных транзисторах.

В технических характеристиках пороговое напряжение обозначается, как падение напряжения в прямом смещении, для светодиодов белого свечения обычно около 3-х вольт.

Светодиоды для светильника

С первого взгляда может показаться, что достаточно на этапе проектировки и производства светильника достаточно подобать токоограничивающие резисторы и выставить стабильное напряжения на выходе блока питания и всё будет хорошо. На светодиодных лентах так и делают, но их питают от стабилизированных источников питания, к тому же мощность применяемых в лентах светодиодах зачастую* мала, десятые и сотые доли Ватт.

*(если не вести речь о лентах и полосах со светодиодами 5730 подробнее о типах SMD светодиодах смотрите статью — Виды, характеристика и маркировка SMD-светодиодов)

Мощные светодиоды, которые и рекомендуется питать драйверами, греются достаточно сильно. Например, светодиод мощностью 1Вт нагревается до температуры выше 50 градусов за несколько 5-15 секунд работы без радиатора.

Радиатор светодиодного светильника

Если такой светодиод питается от драйвера, со стабильным выходным током, то при нагреве светодиода ток через него не возрастет, а останется неизменным, а напряжение на его выводах для этого немного снизится.

А если от блока питания (источника напряжения), после нагрева ток увеличится, от чего нагрев будет еще сильнее.

Есть еще один фактор — характеристики всех светодиодов (как и других элементов) всегда отличаются.

Блок питания в разобранном виде

Блок питания в разобранном виде

LED-драйвер

Выбор драйвера: характеристики, подключение

Для правильного выбора драйвера нужно ознакомиться с его техническими характеристиками, основные это:

Номинальный выходной ток;

Минимальная мощность. Не всегда указывается. Дело в том, некоторые драйвера не запустятся если к ним подключена нагрузка меньше определенной мощности.

Часто в магазинах вместо мощности указывают:

Номинальный выходной ток;

Диапазон выходных напряжений в виде (мин.)В…(макс.)В, например 3-15В.

Количество подключаемых светодиодов, зависит от диапазона напряжений, пишется в виде (мин)…(макс), например 1-3 светодиодов.

Так как ток через все элементы одинаков при последовательном подключении, поэтому к драйверу светодиоды подключаются последовательно.

Подключение светодиодов к драйверу

Параллельно светодиоды нежелательно (скорее нельзя) подключать к драйверу, потому что, падения напряжений на светодиодах могут немного различаться и один будет перегружен, а второй наоборот работать в режиме ниже номинального.

Подключать больше светодиодов, чем определено конструкцией драйвера не рекомендуется. Дело в том, что любой источник питания имеет определенную максимально допустимую мощность, которую нельзя превышать. А при каждом подключенном светодиоде к источнику стабилизированного тока напряжение на его выходах будет возрастать примерно на 3В (если светодиод белый), а мощность будет равняться как обычно произведению тока на напряжение.

Исходя из этого, сделаем выводы, чтобы купить правильный драйвер для светодиодов, нужно определиться с током, который потребляют светодиоды и напряжением, которое на них падает, и по параметрам подобрать драйвер.

LED драйвер

Например этот драйвер поддерживает подключение до 12 мощных светодиодов на 1Вт, с током потребления в 0.4А.

LED драйвер

Вот такой выдаёт ток в 1.5А и напряжение от 20 до 39В, значит к нему можно подключить, например светодиод на 1.5а, 32-36В и мощностью 50Вт.

Заключение

Драйвер – это один из типов блока питания, рассчитанный на обеспечение светодиодов заданным током. В принципе все равно как называют этот источник питания. Блоками питания называются источники питания для светодиодных лент на 12 или 24 Вольта, они могут выдавать любой ток ниже максимального. Зная правильные названия, вы вряд ли ошибетесь при приобретении товара в магазинах, и вам не придётся его менять.

Выбор лабораторного блока питания

Выбор лабораторного блока питания — задача с которой рано или поздно сталкивается практически каждый электронщик и задача это не простая. Для облегчения выбора лабораторного блока питания в данной статье описываются преимущества и недостатки основных типов лабораторных блоков питания и их параметров. Предполагается, что лабораторный блок питания имеет режимы стабилизации напряжения и тока, иначе такой блок питания пожалуй не является лабораторным.

Импульсный или линейный лабораторный блок питания

Для начала определимся с понятиями, под импульсными будут иметься лабораторные блоки питания у которых регулировка выходного напряжения и тока обеспечивается посредством широтно-импульсной модуляции (ШИМ) у линейных – посредством линейного регулирующего элемента, как правило биполярного транзистора.

Преимущества импульсного блока питания:

  • малые габариты и вес;
  • как правило большой выходной ток;
  • относительно меньшая стоимость;
  • высокий КПД.

Недостатки импульсного блока питания:

  • относительно высокие пульсации выходного напряжения/тока;
  • наличие существенных электромагнитных помех (свойственно дешевым «китайским» блокам питания);
  • малое быстродействие (далее будет описано подробно).

Преимущества линейных блоков питания:

  • малые пульсации выходного напряжения и тока;
  • высокое быстродействие.

Недостатки линейных блоков питания:

  • большие габариты и вес;
  • относительно небольшой выходной ток (как правило не более 5А);
  • низкий КПД.

С такими параметрами как габариты, вес и КПД и так все понятно, тут выбор скорее дело вкуса и наличия свободного места на рабочем столе, а вот относительно пульсаций, помех и быстродействия рассмотрим подробнее.

Итак у импульсных блоков питания регулирование уровня выходного напряжения (тока) осуществляется изменением заполнения ШИМ (резонансные источники питания не рассматриваем т.к. они имеют малый диапазон регулирования) т.е. длительностью импульса, для того что бы на выходе получить «ровное» напряжение используются LC или C фильтры, причем чем больше емкость конденсатора фильтра, тем ниже пульсации.

Таким образом, чтобы получить низкие пульсации напряжения (тока) требуются конденсаторы относительно большой емкости (как правило на уровне 1000-2000 мкФ). Конечно если значительно увеличить частоту ШИМ, то емкость конденсаторов можно уменьшить, но тогда значительно возрастут потери от переключения транзисторов и преимущества импульсного блока питания сойдут на нет.

Большая емкость на выходе лабораторного блока питания нежелательна из соображений защиты устройства, которое питается от блока питания ведь разряд этой емкости в случае перегрузки по току происходит на нагрузку, и не смотря на наличие у блока питания режима стабилизации тока устройство может выйти из строя.

Кроме того из-за большой емкости на выходе «время реакции» блока питания намеренно завышается, из-за чего при подключении значительной нагрузки могут наблюдаться существенные провалы напряжения, а при отключении всплески (выбросы). Провалы напряжения не так страшны, а вот выбросы напряжений могут оказать негативное влияние на питаемое устройство.

Для лучшего понимания вышеизложенного рассмотрим простейший случай питания светодиода от лабораторного блока питания. Допустим номинальный ток светодиода 20мА, падение напряжения 2В, так вот если мы выставим на блоке питания ограничение тока 20мА, а напряжение хотя бы 5В, то при подключении к импульсному источнику питания с большой емкость на выходе светодиод скорее всего сгорит т.к. выходной конденсатор, заряженный до 5В, будет разряжаться на светодиод неконтролируемым током. Конечно можно заранее установить заведомо меньшее напряжение, но лабораторный блок питания на то и лабораторный, что бы выручать электронщика в нештатных ситуациях. Тоже касается и неправильного подключения плюс/минус. В случае импульсного блока питания выходной конденсатор будет разряжаться неконтролируемым током на устройство и большой вероятностью повредит его.

В линейных блоках питания на выходе устанавливается относительно небольшая емкость ( на уровне 10-100 мкФ) и нужна она скорее не для стабилизации выходного напряжения, а для обеспечения устойчивости контуров стабилизации тока и напряжения.

Линейный лабораторный блок питания с маленькой емкостью на выходе более шустрый и с большой вероятностью спасет Ваше устройство при нештатных ситуациях.

Пульсации выходного напряжения (тока) импульсного блока питания обычно больше, чем у линейного, но справедливости ради следует заметить, что даже уровня пульсации импульсного блока питания достаточно для подавляющего числа устройств, так что это скорее не недостаток, а особенность.

Рассмотрим вопрос электромагнитных помех импульсного источника питания, некоторые электронщики убеждены, что абсолютно все импульсные источники питания «шумят» и не годятся для питания скажем устройств аудиотехники.

Это не совсем так, конечно помехи свести к нулю не возможно, но помехи качественно спроектированного импульсного источника питания незначительны и не оказывают влияния на подавляющее большинство потребителей, кроме того помехи источников питания различных приборов как то паяльная станция или люминесцентный светильник, могут быть больше чем помехи от блока питания. Поэтому не стоит заведомо «ставить крест» на импульсных источниках питания, просто к их выбору нужно подходить более тщательно.

При значительных преимуществах линейных источников питания имеют они и существенный недостаток — относительно малый выходной ток, как правило максимальный выходной ток линейных источников питания составляет 5А. Связано это с большими потерями на регулирующем элементе.

Кроме чисто импульсных и линейных блоков питания бывают лабораторные блоки питания с комбинированным регулированием, в частности лабораторный блок питания PS-3010PL3. В данном блоке питания используется двойное регулирование напряжения, напряжение сначала снижается импульсным стабилизатором до напряжения на 1-2В выше требуемого выходного напряжения, а затем контуром линейного стабилизатора напряжения снижается до требуемого, такое решение позволяет обеспечить высокое быстродействие контура стабилизации и высокий выходной ток (до 10А). Выходные пульсации такого блока питания чуть выше чем у традиционного линейного блока питания, но ниже чем у традиционного импульсного блока питания.

Диапазон выходного напряжения и тока, количество каналов

Наиболее распространены лабораторные блоки питания с максимальным выходным напряжением 18, 30, 60 В и максимальным выходным током 3, 5, 10А. При выходных токах более 10А градация как правило произвольная.

Выбор диапазона напряжения и тока лабораторного блока питания зависит от выполняемых задач, так для питания низковольтных устройств на микроконтроллерах достаточно 18В блока питания.

Если Вы еще только начинаете осваивать электронику и не можете предугадать какие устройства в будущем будет собирать и отлаживать, то при наличии бюджета лучше сделать выбор лабораторного блока питания на 30В, при ограниченном бюджете подойдет и 18В блок питания, в будущем его можно использовать как дополнительный или резервный блок питания если потребуется приобрести блок питания на 30 или 60В.
С максимальным выходным напряжением разобрались, теперь рассмотрим какой нам нужен выходной ток.

Для большинства случаев выходного тока 5А более чем достаточно, но если Вы занимаетесь например автомобильной электроникой, то не лишним будет иметь блок питания с выходным током до 10-20А. Лабораторный блок питания с выходным током до 3А подойдет если Вы не планируете отлаживать относительно мощных устройств, например ограничиваетесь программированием микроконтроллеров.

При выборе лабораторного блока питания также следует обратить внимание на точность и дискретность измерения выходного тока, большинство бюджетных блоков питания имеют дискретность измерения тока 10 мА, чего может оказаться недостаточным для отладки маломощных устройств, устройств с батарейным питанием.

Сколько же каналов должен иметь лабораторный блок питания ? Наиболее распространены одноканальные блоки питания, но если Вы планируете заниматься аудиотехникой, то желательно иметь двуканальный блок питания, допускающий последовательное соединение каналов, что позволит получать двуполярное напряжение питания.

Двух канальные лабораторные блоки питания также могут быть удобны при одновременной отладке нескольких устройств или устройств с множеством вторичных источников питания, но многоканальные блоки питания значительно дороже одноканальных и для питания относительно маломощных устройств может оказаться проще собрать самостоятельно дополнительный маломощный источник питания, например на 5 или 3,3В выходного напряжения и 1-2А выходного тока.

Интерфейс – крутилки, кнопки, индикаторы

И снова немного терминологии. Лабораторные блоки питания бывают программируемые и обычные (непрограммируемые). В программируемых лабораторных блоках питания выходное напряжение задается клавиатурой, кнопками или энкодером и в контуре стабилизации тока и напряжения с использованием цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) формируются соответствующие опорные напряжения т.е. выходное напряжение и ток явно задаются пользователем, а блок питания их обеспечивает ( с учетом погрешности естественно).

В обычных (непрограммируемых) лабораторных блоках питания выходное напряжение и ток задаются переменными резисторами (крутилками), которые подключаются непосредственно в контур обратной связи и/или как делитель опорного напряжения, при этом текущее выходное напряжение определяется по показанием индикатора напряжения в режиме «онлайн», а максимальный выходной ток устанавливается по индикатору тока при замкнутом выходе.

Следует отметить, что как правило программируемые лабораторные блоки питания имеют функцию подключения и отключения нагрузки
Таким образом программируемый лабораторный блок питания является более предпочтительным выбором, т.к. более удобен в эксплуатации, но за удобство приходится платить поскольку эти блоки питания дороже обычных.

Важной особенностью обычных (непрограммируемых) блоков питания является и то, что при их включении/выключении на выходе возможны кратковременные всплески напряжения, способные причинить вред подключенному устройству, поэтому если все же Вы сделали выбор в пользу такого блока питания — проверьте его на наличие такой особенности.

Следующий элемент интерфейса — индикаторы, у программируемых блоков питания индикация выходных параметров (тока и напряжения) осуществляется цифровыми индикаторами, а вот у обычных лабораторных блоков питания встречаются стрелочные индикаторы.

С точки зрения точности отображения цифровые индикаторы лучше т.к. измерение напряжения и тока осуществляется посредством аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и типовая погрешность показаний составляется 0,5-1%, в то время как при наличии стрелочных индикаторов напряжение и ток измеряется непосредственно ими, при этом типовая погрешность измерения составляет 1,5-2,5% и может со временем увеличиваться по мере ослабления пружины стрелочного механизма.

Резюме

Линейный лабораторный блок питания обдает большим быстродействием в сравнении с импульсным блоком питания и более предпочтителен для отладки устройств т.к. в случае нештатных ситуаций вероятность, что блок питания «спасет» устройство значительно выше. Если все таки выбор пал на импульсный лабораторный блок питания следует быть более внимательным при отладке устройств.

Для питания «прожорливых» устройств с током потребления более 5А предпочтительными будут импульсные лабораторные блоки питания. При этом следует выбирать качественные блоки питания проверенных фирм т.к. у дешевых «китайских» блоков питания могут быть высокими помехи.

Особо следует отметить блоки питания с комбинированным регулированием ( см. блок питания PS-3010PL3) они имеют высокое быстродействие (см. видео) и относительно высокий выходной ток.
Для начального уровня и питания устройств на микроконтроллеров достаточно лабораторного блока питания с выходными параметрами 18В 3А, но более универсальным (с запасом на будущее) будет блок питания с выходными параметрами 30В 5А.

Если планируется отладка устройств с батарейным питанием то следует обратить внимание на дискретность измерения тока, предпочтение следует отдавать блокам питания с разрешением 1мА.

Программируемые лабораторные блоки питания более удобны в использовании и имеют функцию отключения нагрузки, хотя кому то удобнее может быть классический вариант с переменными резисторами. Если у Вас лабораторный блок питания с переменными резисторами, то следует проверить не возникают ли на выходе блока питания всплесков (выбросов) напряжения при включении и выключении питания.

Выбор лабораторного блока питания непростая задача, надеемся, что наша статья поможет выбрать удобный для Вас лабораторный блок питания.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Как регулировать клапана мотоблок урал
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector