Встроенная универсальная плата управления для лабораторных источников питания

Обновлено: 30.06.2024

<бр / >

Вы заметили, что вашей лаборатории электроники не помешало бы небольшое обновление с 1970-х до настоящего времени? Если это так, вы пришли в нужное место. Надежный источник питания постоянного тока часто считается обязательным требованием во многих современных электронных лабораториях. Мы хотели бы поделиться несколькими отличными вариантами блоков питания, которые помогут вам улучшить устаревшее оборудование блоков питания!

*Это сообщение содержит партнерские ссылки, по которым мы будем получать небольшую комиссию без каких-либо дополнительных затрат для вас.

6 отличных вариантов блоков питания для обновления вашей лаборатории электроники

1. Переменный линейный источник питания постоянного тока Tekpower TP3005T

Переменный источник питания постоянного тока Tekpower TP3005T представляет собой компактный прибор линейного типа, который подходит как для лабораторного, так и для промышленного использования.

Этот цифровой блок питания постоянного тока имеет максимальное выходное напряжение до 30 В и силу тока до 5 А. Он поставляется с поворотными переключателями для настройки напряжения и тока.

Благодаря своей надежности и универсальности этот бесценный и незаменимый инструмент для тестирования идеально подходит для лабораторий, научно-исследовательских институтов и научно-исследовательских центров.

2. Тройной источник питания Rigol DP832 мощностью 195 Вт

Rigol DP832 — это блок питания более высокого класса, который предлагает 3 выхода с общей мощностью до 195 Вт. Это позволит вам установить удаленную связь между DP800 и ПК через интерфейсы USB, LAN, RS232 или GPIB.

Методы удаленного управления включены в определяемое пользователем программирование. Вы также можете программировать прибор и управлять им с помощью SCPI (стандартные команды для программируемых приборов). Это позволяет вам отправлять команды SCPI через программное обеспечение для ПК. Вы можете удаленно управлять источником питания, отправляя команды SCPI через программное обеспечение для ПК (UltraSigma), предоставленное RIGOL.

Источник питания имеет очень хорошо сконструированный и простой в использовании интерфейс, предлагающий широкий набор простых в использовании функций, таких как программируемые кривые напряжения. Меню имеет интуитивно понятную структуру.

3. Переменный источник питания постоянного тока EvenTek KPS

Высокоточный источник питания постоянного тока серии Eventek KPS специально разработан для научных исследований, разработки продуктов, лабораторий, школ и производственных линий электроники.
Выходное напряжение и ток плавно регулируются при номинальном значении. Обладая высокой точностью, надежностью, идеальной схемой защиты от перегрузки и короткого замыкания, они могут стать идеальным выбором для промышленности.

4. Настольный регулируемый источник питания постоянного тока YaeCCC

Лабораторный блок питания может использоваться как источник питания для регулирования напряжения или тока. Диапазон регулирования напряжения составляет от 0 В до 30 В, а диапазон тока — от 0 А до 5 А.

Выход устанавливается поворотными переключателями, а значение отображается на ЖК-дисплее. Он имеет низкую пульсацию и шум, высокую надежность и высокую точность. В комплект входят измерительные провода для подключения к источнику питания (банановые штекеры) и нагрузке (крокодиловые зажимы). Отличный вариант по более низкой цене!

5. KORAD Программируемый источник питания постоянного тока лабораторного класса

Этот линейный блок питания обладает множеством функций и непревзойденной ценой! Он имеет легко читаемый 4-разрядный светодиод, который используется для отображения значений напряжения и тока. Это сверхмощный одноканальный источник питания постоянного напряжения и постоянного тока с низкими пульсациями и шумами, высокой надежностью и высокой точностью. Напряжение и ток плавно регулируются. Блок питания KORAD предназначен для использования в лабораториях, колледжах и на производстве.

6. Блок питания Siglent SPD3303X-E с тремя выходами

Источник питания Siglent SPD3303X-E содержит три независимых источника питания в одном блоке. Как у настоящего линейного источника, выходной шум и регулирование превосходны. Благодаря интеллектуальному вентилятору с регулируемой температурой шум снижается. Разрешение по напряжению составляет 10 мВ / 10 мА.Источник питания SPD3303X-E поставляется с программным обеспечением EasyPower для ПК, поддерживает команды SCPI и, как и все приборы Siglent, имеет доступный драйвер LabView.

Хотите обновить другое оборудование в своей лаборатории электроники? Оцените эти 3 отличных осциллографа для любого бюджета.

Источник питания — это электрическое устройство, которое преобразует электрический ток, поступающий от источника питания, например, от электросети, в значения напряжения и тока, необходимые для питания нагрузки, такой как двигатель или электронное устройство.< /p>

Задачей блока питания является питание нагрузки надлежащим напряжением и током. Ток должен подаваться контролируемым образом — и с точным напряжением — к широкому диапазону нагрузок, иногда одновременно, не позволяя изменениям входного напряжения или других подключенных устройств влиять на выход.

Источник питания может быть внешним, что часто встречается в таких устройствах, как ноутбуки и зарядные устройства для телефонов, или внутренним, например в более крупных устройствах, таких как настольные компьютеры.

Источник питания может быть регулируемым или нерегулируемым. В регулируемом источнике питания изменения входного напряжения не влияют на выходное. С другой стороны, в нерегулируемом источнике питания выход зависит от любых изменений на входе.

Единственное, что объединяет все блоки питания, это то, что они берут электроэнергию от источника на входе, каким-то образом преобразуют ее и передают на нагрузку на выходе.

Мощность на входе и выходе может быть переменного тока (AC) или постоянного тока (DC):

Постоянный ток (DC) возникает, когда ток течет в одном постоянном направлении. Обычно это происходит от батарей, солнечных элементов или преобразователей переменного тока в постоянный. Постоянный ток является предпочтительным типом питания для электронных устройств.
Переменный ток (AC) возникает, когда электрический ток периодически меняет свое направление. Переменный ток — это метод, используемый для доставки электроэнергии по линиям электропередачи в дома и на предприятия.

Поэтому, если переменный ток используется в вашем доме, а постоянный ток необходим для зарядки телефона, вам понадобится блок питания переменного/постоянного тока, чтобы преобразовывать поступающее переменное напряжение. от электросети к напряжению постоянного тока, необходимому для зарядки аккумулятора вашего мобильного телефона.

Что такое переменный ток (AC)

Первым шагом при проектировании любого источника питания является определение входного тока. И в большинстве случаев источником входного напряжения электросети является переменный ток.

Типичной формой волны переменного тока является синусоида (см. рис. 1).`

Рисунок 1. Форма волны переменного тока и основные параметры

Есть несколько показателей, которые необходимо учитывать при работе с блоком питания переменного тока:

Пиковое напряжение/ток: максимальное значение амплитуды, которое может достичь волна.
Частота. Количество циклов волны в секунду. Время, необходимое для завершения одного цикла, называется периодом.
Среднее напряжение/ток: среднее значение всех точек, которые принимает напряжение в течение одного цикла. В чисто переменном токе без наложенного постоянного напряжения это значение будет равно нулю, поскольку положительная и отрицательная половины компенсируют друг друга.
Среднеквадратичное значение напряжения/тока: оно определяется как квадратный корень из среднего за один цикл квадрата мгновенного напряжения. В чистой синусоидальной волне переменного тока ее значение можно рассчитать с помощью уравнения (1): $$V_ \over \sqrt 2 $$
Его также можно определить как эквивалентную мощность постоянного тока, необходимую для получения того же эффекта нагрева. Несмотря на сложное определение, он широко используется в электротехнике, поскольку позволяет найти действующее значение переменного напряжения или тока. Из-за этого его иногда обозначают как V_AC.
Фаза: угловая разница между двумя волнами. Полный цикл синусоиды делится на 360°, начиная с 0°, с пиками на 90° (положительный пик) и 270° (отрицательный пик) и дважды пересекая начальную точку, на 180° и 360°. Если две волны нанесены вместе, и одна волна достигает своего положительного пика в то же время, когда другая достигает своего отрицательного пика, то первая волна будет иметь угол 90°, а вторая волна будет иметь угол 270°; это означает, что разность фаз составляет 180°. Эти волны считаются противофазными, так как их значения всегда будут иметь противоположные знаки. Если разность фаз равна 0 °, мы говорим, что две волны совпадают по фазе.

Переменный ток (AC) — это способ передачи электроэнергии от генерирующих объектов к конечным потребителям. Он используется для передачи электроэнергии, поскольку в процессе транспортировки электричество необходимо несколько раз преобразовать.

Электрические генераторы производят напряжение около 40 000 В или 40 кВ. Затем это напряжение повышается до значений от 150 кВ до 800 кВ, чтобы снизить потери мощности при передаче электрического тока на большие расстояния. Как только он достигает места назначения, напряжение снижается до 4–35 кВ. Наконец, прежде чем ток достигнет отдельных пользователей, он снижается до 120 В или 240 В, в зависимости от местоположения.

Все эти изменения напряжения были бы либо сложными, либо очень неэффективными для постоянного тока (DC), поскольку линейные трансформаторы зависят от колебаний напряжения для передачи и преобразования электрической энергии, поэтому они могут работать только с переменным током (AC).

Линейный и импульсный источник питания переменного/постоянного тока

Линейный источник питания переменного/постоянного тока

Линейный блок питания переменного/постоянного тока имеет простую конструкцию.

При использовании трансформатора входное напряжение переменного тока (AC) снижается до значения, более подходящего для предполагаемого применения. Затем пониженное напряжение переменного тока выпрямляется и преобразуется в напряжение постоянного тока, которое фильтруется для дальнейшего улучшения качества сигнала (рис. 2).

Рисунок 2. Блок-схема линейного блока питания переменного/постоянного тока

Конструкция традиционного линейного источника питания переменного/постоянного тока с течением времени развивалась, улучшаясь с точки зрения эффективности, диапазона мощности и размера, но эта конструкция имеет некоторые существенные недостатки, которые ограничивают ее интеграцию.

Огромным ограничением линейного источника питания переменного/постоянного тока является размер трансформатора. Поскольку входное напряжение преобразуется на входе, необходимый трансформатор должен быть очень большим и, следовательно, очень тяжелым.

На низких частотах (например, 50 Гц) необходимы большие значения индуктивности для передачи большого количества энергии от первичной обмотки к вторичной. Это требует больших сердечников трансформатора, что делает миниатюризацию этих источников питания практически невозможной.

Другим ограничением линейных источников питания переменного/постоянного тока является стабилизация напряжения большой мощности.

В линейном источнике питания переменного/постоянного тока используются линейные стабилизаторы для поддержания постоянного напряжения на выходе. Эти линейные регуляторы рассеивают любую дополнительную энергию в виде тепла. При малой мощности особых проблем не представляет. Однако при высокой мощности тепло, которое регулятор должен рассеивать для поддержания постоянного выходного напряжения, очень велико, и для этого потребуется установка очень больших радиаторов.

Переключение источника питания переменного/постоянного тока

Новая методология проектирования была разработана для решения многих проблем, связанных с проектированием линейных или традиционных источников питания переменного/постоянного тока, включая размер трансформатора и регулирование напряжения.

Импульсные источники питания теперь возможны благодаря развитию полупроводниковых технологий, особенно благодаря созданию мощных MOSFET-транзисторов, которые могут включаться и выключаться очень быстро и эффективно, даже при наличии больших напряжений и токов.< /p>

Переключаемый источник питания переменного/постоянного тока позволяет создавать более эффективные преобразователи энергии, которые больше не рассеивают избыточную мощность.

Источники питания переменного/постоянного тока, разработанные с использованием импульсных преобразователей мощности, называются импульсными источниками питания. Импульсные блоки питания переменного/постоянного тока имеют несколько более сложный метод преобразования мощности переменного тока в постоянный.

При переключении источников питания переменного тока входное напряжение больше не снижается; скорее, он выпрямляется и фильтруется на входе. Затем постоянное напряжение проходит через прерыватель, который преобразует напряжение в последовательность высокочастотных импульсов. Наконец, волна проходит через еще один выпрямитель и фильтр, который преобразует ее обратно в постоянный ток (DC) и устраняет любую оставшуюся составляющую переменного тока (AC), которая может присутствовать перед достижением выхода (см. рис. 3).

При работе на высоких частотах индуктор трансформатора способен передавать больше мощности, не достигая насыщения, а это означает, что сердечник может становиться все меньше и меньше. Таким образом, трансформатор, используемый при переключении источников питания переменного/постоянного тока для уменьшения амплитуды напряжения до заданного значения, может иметь размер в несколько раз меньше трансформатора, необходимого для линейного источника питания переменного/постоянного тока.

Рисунок 3. Блок-схема импульсного блока питания переменного/постоянного тока

Как и следовало ожидать, у этого нового метода проектирования есть некоторые недостатки.

Переключение преобразователей мощности переменного/постоянного тока может создавать значительный уровень шума в системе, который необходимо устранить, чтобы исключить его присутствие на выходе. Это создает потребность в более сложной схеме управления, что, в свою очередь, усложняет конструкцию.Тем не менее, эти фильтры состоят из компонентов, которые можно легко интегрировать, поэтому это не оказывает существенного влияния на размер блока питания.

Трансформаторы меньшего размера и повышенная эффективность регулятора напряжения при переключении источников питания переменного/постоянного тока являются причиной того, что теперь мы можем преобразовывать переменное напряжение 220 В со среднеквадратичным значением в напряжение постоянного тока 5 В с помощью преобразователя мощности, который умещается на ладони.

В таблице 1 приведены различия между линейными и импульсными источниками питания переменного/постоянного тока.

Таблица 1. Линейные и импульсные источники питания

Однофазные и трехфазные источники питания

Источник переменного тока (AC) может быть однофазным или трехфазным:

Трехфазный источник питания состоит из трех проводников, называемых линиями, по каждому из которых протекает переменный ток (AC) той же частоты и амплитуды напряжения, но с относительной разницей фаз 120°, или одной трети цикл (см. рис. 4). Эти системы наиболее эффективны при подаче больших объемов электроэнергии и поэтому используются для доставки электроэнергии от генерирующих объектов в дома и на предприятия по всему миру.
Однофазный источник питания является предпочтительным методом подачи тока в отдельные дома или офисы, чтобы равномерно распределить нагрузку между линиями. При этом ток течет от питающей линии через нагрузку, затем обратно по нулевому проводу. Этот тип питания используется в большинстве установок, за исключением крупных промышленных или коммерческих зданий. Однофазные системы не могут передавать столько энергии на нагрузку и более подвержены перебоям в подаче электроэнергии, но однофазное питание также позволяет использовать гораздо более простые сети и устройства.

Рисунок 4. Форма сигнала трехфазного источника питания переменного тока

Существует две конфигурации для передачи электроэнергии через трехфазный источник питания: конфигурация треугольника $(\Delta)$ и звезда (Y), которые также называются треугольником и звездой соответственно.

Основное различие между этими двумя конфигурациями заключается в возможности добавления нейтрального провода (см. рис. 5).

Соединения треугольником обеспечивают большую надежность, но соединения Y могут обеспечивать два разных напряжения: фазное напряжение, которое представляет собой однофазное напряжение, подаваемое в дома, и линейное напряжение для питания больших нагрузок. Связь между фазным напряжением (или фазным током) и линейным напряжением (или линейным током) в Y-конфигурации заключается в том, что амплитуда линейного напряжения (или тока) в √3 раза больше, чем амплитуда фазы.

Поскольку стандартная система распределения электроэнергии должна подавать питание как к трехфазным, так и к однофазным системам, большинство сетей распределения электроэнергии имеют три линии и нейтраль. Таким образом, как дома, так и промышленное оборудование могут быть подключены к одной и той же линии электропередачи. Таким образом, конфигурация Y чаще всего используется для распределения электроэнергии, тогда как конфигурация треугольника обычно используется для питания трехфазных нагрузок, таких как большие электродвигатели.

Рис. 5. Трехфазные конфигурации Y и Delta

Напряжение, при котором электросеть поставляет своим пользователям однофазную электроэнергию, имеет различные значения в зависимости от географического положения. Вот почему очень важно проверить диапазон входного напряжения блока питания перед его покупкой или использованием, чтобы убедиться, что он предназначен для работы в электросети вашей страны. В противном случае вы можете повредить блок питания или подключенное к нему устройство.

В таблице 2 сравниваются напряжения сети в разных регионах мира.

*В Японии есть две частоты в национальной сети из-за того, что электрификация началась в конце 19 века. В западном городе Осака поставщики электроэнергии закупили генераторы на 60 Гц в США, а в Токио, на востоке Японии, они купили немецкие генераторы на 50 Гц. Обе стороны отказались менять свою частоту, и по сей день в Японии все еще есть две частоты: 50 Гц на востоке и 60 Гц на западе.

Как упоминалось ранее, трехфазное питание используется не только для транспорта, но и для питания больших нагрузок, таких как электродвигатели или зарядка больших аккумуляторов. Это связано с тем, что параллельное питание в трехфазных системах может передавать гораздо больше энергии на нагрузку и может делать это более равномерно из-за перекрытия трех фаз (см. рис. 6).

Рисунок 6. Передача электроэнергии в однофазной (слева) и трехфазной (справа) системах

Например, при зарядке электромобиля количество энергии, которое вы можете передать аккумулятору, определяет скорость его зарядки.

Однофазные зарядные устройства подключаются к сети переменного тока (AC) и преобразуются в постоянный ток (DC) внутренним преобразователем переменного тока в постоянный (также называемым бортовым зарядным устройством). Мощность этих зарядных устройств ограничена сетью и розеткой переменного тока.

Ограничение зависит от страны, но обычно составляет менее 7 кВт для розетки на 32 А (в ЕС 220 x 32 А = 7 кВт). С другой стороны, трехфазные источники питания преобразуют мощность переменного тока в постоянный извне и могут передавать более 120 кВт на батарею, обеспечивая сверхбыструю зарядку.

Обзор

Источники питания переменного/постоянного тока повсюду. Основная задача источника питания переменного/постоянного тока заключается в преобразовании переменного тока (AC) в стабильное напряжение постоянного тока (DC), которое затем можно использовать для питания различных электрических устройств.

Переменный ток используется для передачи электроэнергии по всей электрической сети, от генераторов до конечных потребителей. Цепь переменного тока (AC) может быть сконфигурирована как однофазная или трехфазная система. Однофазные системы проще и могут обеспечить мощность, достаточную для питания всего дома, но трехфазные системы могут обеспечить гораздо большую мощность более стабильным образом, поэтому они часто используются для подачи электроэнергии в промышленных целях.

Разработка эффективного источника питания переменного/постоянного тока — непростая задача, поскольку современные рынки требуют мощных, чрезвычайно эффективных и миниатюрных источников питания, способных поддерживать эффективность в широком диапазоне нагрузок.

Методы проектирования источников питания переменного/постоянного тока со временем менялись. Линейные блоки питания переменного/постоянного тока ограничены по размеру и эффективности, поскольку они работают на низких частотах и регулируют выходную температуру, рассеивая избыточную энергию в виде тепла. Напротив, импульсные источники питания стали чрезвычайно популярными, поскольку в них используются импульсные стабилизаторы для преобразования переменного тока в постоянный. Импульсные блоки питания работают на более высоких частотах и преобразовывают электроэнергию намного эффективнее, чем в предыдущих конструкциях, что позволило создать мощные блоки питания переменного/постоянного тока размером с ладонь.

Серия полностью закрытых блоков питания AC-DC с кондуктивным охлаждением LCC600 состоит из четырех моделей с основным выходным напряжением 12 В, 28 В, 36 В или 48 В. Каждая модель также имеет резервный выход 5 В постоянного тока, который может питать до до 1,5 ампер. Эти блоки питания мощностью 600 Вт имеют тепловую опорную плиту и способны обеспечивать полную выходную мощность в широком диапазоне рабочих температур от -40 до 85°C. Для максимальной гибкости применения основной выход регулируется. Модель на 48 В, например, может регулироваться от 44 до 54 В и имеет максимальный номинальный ток 12,5 А.

Эти блоки питания имеют универсальный вход 90–264 В переменного тока и опционально доступны с входом 180–305 В переменного тока для использования в приложениях с трехфазным сетевым входом с конфигурацией фаза-нейтраль 277 В переменного тока.

Источники питания серии LCC600 особенно подходят для использования в неблагоприятных условиях. Помещенные в прочный металлический корпус, они доступны со стандартными входными/выходными разъемами или в полностью герметичных версиях со встроенными кабелями со степенью защиты IP65 от проникновения воды или пыли. Безвентиляторная работа делает эти блоки питания идеальными для сред, где акустический шум или запыленность могут быть проблемой, например, в офисах или медицинских учреждениях. Типичные области применения включают телекоммуникационные антенны и оборудование базовых станций, пульты управления и наружные/внутренние вывески — режим постоянного тока предусмотрен для светодиодного освещения/освещения для садоводства. Версии с медицинскими сертификатами безопасности доступны для приложений типа BF, таких как системы мониторинга пациентов и ультразвуковое оборудование.

Стандартные функции включают сигналы AC OK и DC OK, дистанционный запрет и дифференциальный дистанционный контроль на основном выходе. Блоки питания полностью защищены от перегрева и перегрузок по выходному току, а также имеют запирающую защиту от перенапряжения как основного, так и резервного выходов. Блоки питания серии LCC600 поддерживают активное распределение тока — до пяти блоков можно подключить параллельно для сильноточных приложений.

Источники питания серии LCC600 имеют компактные размеры 4 x 9 дюймов (101 x 228 мм) и высоту всего 1,57 дюйма (40 мм).

Все блоки питания серии LCC600 оснащены интерфейсом связи I2C, совместимым с PMBus™, для облегчения удаленной настройки и мониторинга. Встроенная EEPROM предназначена для хранения производственных и клиентских данных.

XP Power предлагает самый мощный в мире ассортимент блоков питания постоянного и переменного тока мощностью от 3 Вт до более 5000 Ватт. Многие из наших блоков питания классифицируются как «самые маленькие в мире» и разработаны с акцентом на низкий уровень шума, высокую эффективность и надежность.Решения XP для питания AC-DC включают установки класса I, класса II и поддерживают класс 2, требования к ограниченному источнику питания (LPS).

Наши блоки питания переменного/постоянного тока

Наши возможности AC-DC

Наш портфель блоков питания переменного тока в постоянный охватывает широкий спектр механических форматов, включая открытый корпус, монтаж на шасси, монтаж на печатной плате, герметизированный корпус, монтаж в стойку, внешний блок питания, штепсельную вилку, настольный вариант и DIN-рейку.

Чтобы гарантировать, что наш обширный ассортимент источников питания подходит для максимально широкого круга приложений, они разработаны и одобрены для использования в ИТ, промышленных и технологических системах управления, оборудовании для производства полупроводников, контрольно-измерительном оборудовании, научных приборах, медицинских приборах. устройства, бытовые и бытовые потребительские устройства и приложения для защиты.

Источники питания переменного/постоянного тока

Если вам нужно питание переменным и постоянным током, вам может помочь XP. Мы предлагаем самый большой в мире портфель решений для электропитания мощностью от 3 Вт до 30 кВт и выше с выходным напряжением от 1,8 В до 400 В постоянного тока.

Все глобальные входные напряжения переменного тока рассчитаны на однофазное напряжение от 80 до 305 В переменного тока и трехфазное напряжение 208, 380/400/415 и 480 В переменного тока. Наши модульные настраиваемые блоки питания предлагают однофазные и трехфазные входы с выходной мощностью от 400 до 3000 Вт.

В нашей линейке экологически чистых источников энергии основное внимание уделяется высокой эффективности в активном режиме и низкому энергопотреблению без нагрузки, что соответствует последним мировым стандартам энергоэффективности.

Выбор источника питания переменного тока в постоянный или преобразователя переменного тока в постоянный

Благодаря широкому выбору блоков питания компания XP Power создала простой в использовании инструмент для выбора, позволяющий быстро выбрать нужный блок питания переменного/постоянного тока для вашего приложения, выбираемый по атрибутам, включая механический форм-фактор, мощность. диапазон, настраиваемый, конечное приложение и экологически чистая энергия.

Блоки питания AC-DC от XP Power

XP Power — ведущий мировой поставщик блоков питания с самым широким ассортиментом продукции в отрасли. Мы предлагаем высококачественную продукцию с непревзойденной поддержкой со стороны нашей местной инженерной поддержки, собственных конструкторских бюро и производственных предприятий по всему миру.

Читайте также: