Panimula at Tutorial sa Programmable Power Supply !: 7 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Kung naisip mo man ang tungkol sa maipaprograma na mga supply ng kuryente, pagkatapos ay dapat kang dumaan sa itinuturo na ito upang makakuha ng isang kumpletong kaalaman at praktikal na halimbawa ng isang nai-program na supply ng kuryente.

Gayundin ang sinumang interesado sa electronics, mangyaring dumaan sa itinuturo na ito upang galugarin ang ilang mga bagong kagiliw-giliw na bagay ….

Manatiling nakatutok!!

Hakbang 1: Ano ang Isang Programmable Power Supply at Ano ang Ginagawa na Iba-iba?

Medyo matagal na mula nang mag-upload ako ng anumang bagong itinuturo. Kaya naisip kong mabilis na mag-upload ng isang bagong itinuturo sa isang kinakailangang tool (para sa anumang mga libangan / mahilig sa elektronikong / propesyonal) na isang nai-program na supply ng kuryente.

Kaya, ang unang tanong ay arises dito na kung ano ang isang nai-programm supply?

Ang isang nai-program na power supply ay isang uri ng linear power supply na nagbibigay-daan sa buong kontrol ng output voltage at kasalukuyang ng unit sa pamamagitan ng digital interface / analog / RS232.

Kaya't ano ang pinagkaiba nito mula sa isang tradisyonal na LM317 / LM350 / anumang iba pang IC based linear power supply? Tingnan natin ang mga pangunahing pagkakaiba.

1) Ang pangunahing malaking pagkakaiba ay ang kontrol:

Pangkalahatan ang aming tradisyunal na LM317 / LM350 / anumang iba pang suplay na batay sa IC ay nagpapatakbo sa isang mode na CV (pare-pareho ang boltahe) kung saan wala kaming kontrol sa Kasalukuyang. Ang load ay kumukuha ng kasalukuyang ayon sa kailangan nito kung saan hindi natin ito makontrol. Ngunit sa isang programmable supply, maaari naming makontrol ang parehong Boltahe at kasalukuyang mga patlang na indibidwal.

2) Ang interface ng kontrol:

Sa aming supply na batay sa LM317 / LM350, pinapalitan namin ang isang palayok at ang output boltahe ay nag-iiba nang naaayon.

Sa paghahambing, sa isang nai-program na supply ng kuryente, maaari nating maitakda ang mga parameter gamit ang numeric keypad o maaari nating baguhin ito gamit ang isang rotary encoder o kahit na makokontrol natin ang mga parameter sa pamamagitan ng isang PC nang malayuan.

3) Ang proteksyon ng output:

Kung maikli namin ang output ng aming tradisyonal na supply, ibababa nito ang boltahe at ibibigay ang buong kasalukuyang. Kaya't sa loob ng isang maikling span, ang control chip (LM317 / LM350 / anumang iba pa) ay nasira dahil sa sobrang pag-init.

Ngunit sa paghahambing, Sa isang nai-programang supply, maaari nating ganap na isara ang output (kung nais natin) kapag nangyari ang isang maikling circuit.

4) Ang User interface:

Pangkalahatan sa isang tradisyonal na supply, kailangan naming maglakip ng isang multimeter upang suriin ang output boltahe sa bawat oras. Gayundin bilang karagdagan isang kasalukuyang sensor / tumpak na clamp meter ang kinakailangan upang suriin ang kasalukuyang output.

(NB: Mangyaring suriin ang aking 3A variable bench power supply na itinuturo dito na binubuo ng inbuilt Voltage at Kasalukuyang pagbasa sa isang display ng kulay)

Bukod sa na, sa isang nai-programm na supply, mayroon itong isang built-in na display na nagpapakita ng lahat ng kinakailangang impormasyon tulad ng kasalukuyang boltahe / kasalukuyang amp / set boltahe / set amp / mode ng pagpapatakbo at marami pang mga parameter.

5) Hindi ng mga output:

Ipagpalagay na nais mong magpatakbo ng isang circuit na batay sa OP-AMP / audio circuit kung saan kakailanganin mo ang lahat ng Vcc, 0v & GND. Ang aming linear supply ay magbibigay lamang ng Vcc & GND (solong output ng channel) kaya hindi mo mapapatakbo ang ganitong uri ng circuit gamit ang isang linear supply (Kakailanganin mo ang dalawa sa kanila na konektado sa serye).

Sa paghahambing, ang isang tipikal na nai-programmable na suplay ay may minimum na dalawang output (ang ilan ay mayroong tatlong) na elektronikong nakahiwalay (hindi totoo para sa bawat mai-program na supply) at madali kang makakasali sa kanila sa serye upang makuha ang iyong kinakailangang Vcc, 0, GND.

Marami ring mga pagkakaiba, ngunit ito ang mga pangunahing pangunahing pagkakaiba na inilarawan ko. Inaasahan kong makakakuha ka ng isang Ideya kung ano ang isang nai-program na supply ng kuryente.

Gayundin, Sa paghahambing sa isang SMPS, ang nai-program na supply ng kuryente ay may napakakaunting ingay (hindi ginustong mga sangkap ng AC / mga electric spike / EMF atbp) sa output (Tulad ng ito ay linear).

Ngayon magpatuloy tayo sa susunod na hakbang!

NB: Maaari mong suriin ang aking video tungkol sa aking maiprogramang suplay ng kuryente na Rigol DP832 dito.

Hakbang 2: Ano ang CV & CC Mode ng Anumang Lakas ng Pag-supply?

Laking nakakalito para sa marami sa atin pagdating sa usapin ng CV & CC. Alam natin ang buong form ngunit sa maraming mga kaso, wala kaming tamang Idea kung paano ito gumagana. Tingnan natin ang parehong mga mode at gumawa ng paghahambing sa kung paano sila naiiba sa kanilang pananaw sa pagtatrabaho.

CV (pare-pareho ang boltahe) mode:

Sa CV mode (maging sa kaso ng anumang supply ng kuryente / Charger ng baterya / halos anupaman na mayroon nito), ang kagamitan sa pangkalahatan ay nagpapanatili ng isang pare-pareho na boltahe ng output sa output na independyente sa kasalukuyang inilabas mula rito.

Ngayon kumuha tayo ng isang halimbawa.

Halimbawa, mayroon akong isang 50w puting LED na tumatakbo sa 32v at kumonsumo ng 1.75A. Ngayon kung ikakabit namin ang LED sa power supply sa pare-pareho na boltahe mode at itatakda ang supply sa 32v, ang power supply ay makokontrol ang output boltahe at panatilihin ito sa 32v pa rin. Hindi nito susubaybayan ang kasalukuyang natupok ng LED.

Pero

Ang uri ng mga LED na gumuhit ng mas maraming kasalukuyang kapag sila ay naging mas mainit (ibig sabihin, ito ay gumuhit ng mas maraming kasalukuyang kaysa sa tinukoy na kasalukuyang sa datasheet ibig sabihin 1.75A & maaaring pumunta kasing taas ng 3.5A. Kung inilalagay namin ang supply ng kuryente sa CV mode para sa LED na ito, hindi ito titingnan sa kasalukuyang iginuhit at kinokontrol lamang ang output boltahe at sa gayon, ang LED ay masisira kalaunan sa pangmatagalan dahil sa labis na kasalukuyang pagkonsumo.

Narito ang CC mode upang i-play !!

CC (pare-pareho kasalukuyang / kasalukuyang kontrol) mode:

Sa CC mode, maitatakda namin ang kasalukuyang MAX na iginuhit ng anumang pag-load at maaari namin itong kontrolin.

Halimbawa, itinakda namin ang boltahe sa 32v at itakda ang kasalukuyang kasalukuyang sa 1.75A at ikabit ang parehong LED sa supply. Ngayon ano ang mangyayari? Sa paglaon ang LED ay magiging mas mainit at subukang gumuhit ng mas maraming kasalukuyang mula sa supply. Ngayon sa oras na ito, ang aming supply ng kuryente ay magpapanatili ng parehong amp ie 1.75 sa output sa pamamagitan ng LOWERING THE VOLTAGE (simpleng batas ng Ohm) at sa gayon, ang aming LED ay nai-save sa pangmatagalan.

Parehas din para sa pagsingil ng baterya kapag naniningil ka ng anumang baterya ng SLA / Li-ion / LI-po. Sa unang bahagi ng pagsingil, kailangan naming umayos sa kasalukuyang paggamit ng CC mode.

Kumuha tayo ng isa pang halimbawa kung saan nais naming singilin ang isang 4.2v / 1000mah na baterya na na-rate sa 1C (ie maaari naming singilin ang baterya na may isang kasalukuyang kasalukuyang 1A). Ngunit alang-alang sa kaligtasan, kinokontrol namin ang kasalukuyang sa isang maximum ng 0.5 C ie 500mA.

Ngayon ay itatakda namin ang suplay ng kuryente sa 4.2v at itatakda ang kasalukuyang kasalukuyang sa 500mA at ikakabit ang baterya dito. Ngayon susubukan ng baterya na kumuha ng mas maraming kasalukuyang sa labas ng supply para sa unang pagsingil ngunit ang aming supply ng kuryente ay makokontrol ang kasalukuyang ng pagbaba ng boltahe nang kaunti. Habang ang boltahe ng baterya ay tataas sa paglaon, ang potensyal na pagkakaiba ay mas mababa sa pagitan ng Supply at ng baterya at ang kasalukuyang iginuhit ng baterya ay ibababa. Ngayon tuwing ang kasalukuyang singilin (kasalukuyang iginuhit ng baterya) bumaba sa ibaba 500mA, ang supply ay lilipat sa mode ng CV at mapanatili ang isang matatag na 4.2v sa output upang singilin ang baterya sa natitirang oras!

Kagiliw-giliw, hindi ba?

Hakbang 3: Maraming Napupunta Diyan !!!

Maraming mga programmable power supply na magagamit mula sa iba't ibang mga supplier. Kaya kung nagbabasa ka pa rin ngayon at determinadong makakuha ng isa, pagkatapos ay kailangan mo munang magpasya ng ilang mga parameter !!

Ang bawat & bawat power supply ay magkakaiba sa bawat isa sa aspeto ng kawastuhan, wala sa mga output channel, kabuuang output ng kuryente, Max boltahe-kasalukuyang / output atbp atbp.

Ngayon kung nais mong pagmamay-ari ng isa, pagkatapos ay magpasya ka muna kung ano ang pinakamataas na boltahe ng output at kasalukuyang ginagawa mo sa pangkalahatan para sa iyong pang-araw-araw na paggamit! Pagkatapos ay piliin ang hindi ng mga output channel na kailangan mo upang gumana sa iba't ibang mga circuit sa bawat oras Pagkatapos ay darating ang kabuuang output ng kapangyarihan ie kung gaano karaming max na lakas ang kailangan mo (P = VxI formula). Pagkatapos ay pumunta para sa interface tulad ng alinman sa kailangan mo ng numerong keypad / rotary encoder style o kailangan mo ng analog type interface atbp.

Ngayon kung nagpasya ka, sa wakas ay darating ang pangunahing mahalagang kadahilanan ie ang pagpepresyo. Pumili ng isa alinsunod sa iyong badyet (at malinaw na suriin na kung ang mga teknikal na parameter na nabanggit sa itaas ay magagamit sa loob nito).

At ang panghuli ngunit hindi ang huli, malinaw na tingnan ang tagapagtustos. Inirerekumenda ko sa iyo na bumili mula sa isang kagalang-galang na tagapagtustos at huwag kalimutang suriin ang feedback (ibinigay ng ibang mga customer).

Ngayon kumuha tayo ng isang halimbawa:

Sa pangkalahatan nagtatrabaho ako sa mga digital na circuit ng lohika / mga kaugnay na Microcontroller na mga circuit na nangangailangan ng pangkalahatang 5v / max 2A (kung gagamit ako ng ilang mga motor at ganyan).

Gayundin kung minsan, nagtatrabaho ako sa mga Audio circuit na nangangailangan ng kasing taas ng 30v / 3A & din ng dalawahang supply. Kaya pipiliin ko ang isang supply na maaaring magbigay ng isang max na 30v / 3A at magkaroon ng isang dalawahang elektronikong nakahiwalay na mga channel. (Ie ang bawat channel ay maaaring magbigay 30v / 3A at wala silang anumang karaniwang GND rail o VCC rail). Hindi ko karaniwang kailangan ng anumang magarbong numerong keypad tulad ng bagay! (Ngunit syempre malaki ang naitutulong nila). Ngayon ang aking pinakamataas na badyet ay 500 $. Kaya't pipili ng isang supply ng kuryente alinsunod sa nabanggit sa itaas na mga criterias…

Hakbang 4: Ang Aking Power Supply…. Rigol DP832

Kaya ayon sa aking mga pangangailangan, ang Rigol DP832 ay isang perpektong kagamitan para sa aking paggamit (MULI, MAPALAKAS SA AKING OPINYON).

Tingnan natin ito nang mabilis. Mayroon itong Tatlong magkakaibang mga channel. Ang Ch1 at Ch2 / 3 ay elektronikong nakahiwalay. Ang Ch1 at Ch2 ay parehong maaaring magbigay ng isang max na 30v / 3A. Maaari mong ikonekta ang mga ito sa serye upang makakuha ng hanggang sa 60v (max current ay magiging 3A). Maaari mo ring ikonekta ang mga ito upang makakuha ng isang max ng 6A (max boltahe ay 30v). Ang Ch2 & Ch3 ay may isang karaniwang lupa. Ang CH3 ay maaaring magbigay ng isang max ng 5v / 3A na angkop para sa mga digital na circuit. Ang kabuuang lakas ng output ng lahat ng tatlong mga channel na pinagsama ay 195w. Nagkakahalaga ito sa akin sa paligid ng 639 $ sa India (Dito sa India, medyo magastos ito kumpara sa site ng Rigol kung saan nabanggit ito sa 473 $ dahil sa mga singil sa pag-import at buwis..)

Maaari kang pumili ng iba't ibang mga channel sa pamamagitan ng pagpindot sa 1/2/3 na pindutan upang mapili ang kaukulang channel. Ang bawat indibidwal na channel ay maaaring Bukas / I-off gamit ang nararapat na mga switch. Maaari mo ring buksan / I-off ang lahat nang sabay-sabay sa pamamagitan ng ibang nakalaang switch na tinatawag na Lahat on / off. Ang control interface ay ganap na digital. Nagbibigay ito ng isang numerong keypad para sa direktang pagpasok ng anumang naibigay na boltahe / kasalukuyang. Gayundin mayroong isang rotary encoder kung saan maaari mong dahan-dahang taasan / bawasan ang anumang naibigay na parameter.

Volt / Milivolt / Amp / Miliamp - apat na nakalaang mga susi ang naroroon upang mai-input ang nais na nilalang. Gayundin ang mga key na ito ay maaaring magamit upang ilipat ang cursor Nangungunang / Ibaba / Kanan / Kaliwa.

Mayroong limang mga susi sa ilalim ng display na kumikilos ayon sa teksto na ipinakita sa display sa itaas ng mga switch. Halimbawa, Kung nais kong i-on ang OVP (higit sa proteksyon ng boltahe), pagkatapos ay kailangan kong pindutin ang pangatlong switch mula sa kaliwa upang buksan ang OVP.

Ang supply ng kuryente ay may OVP (higit sa proteksyon ng boltahe) at OCP (sa kasalukuyang proteksyon) para sa bawat channel.

Ipagpalagay, nais kong magpatakbo ng isang circuit (na maaaring tiisin ang isang max ng 5v) kung saan unti-unti kong tataas ang boltahe mula sa 3.3v hanggang 5v. Ngayon Kung hindi ko sinasadyang ilagay ang boltahe nang higit sa 5v sa pamamagitan ng pag-on ng knob at hindi pagtingin sa display, ang circuit ay pinirito. Ngayon sa kasong ito ang OVP ay kumikilos. Itatakda ko ang OVP sa 5v. Ngayon ay unti-unti kong tataas ang boltahe mula sa 3.3v at tuwing naabot ang limitasyon ng 5v, ang channel ay papatayin upang maprotektahan ang karga

Parehas din para sa OCP. Kung nagtakda ako ng isang tiyak na halaga ng OCP (Para sabihin 1A), tuwing ang kasalukuyang iginuhit ng pag-load ay umabot sa limitasyong iyon, ang output ay papatayin.

Ito ay isang napaka kapaki-pakinabang na tampok upang maprotektahan ang iyong mahalagang disenyo.

Gayundin maraming iba pang mga tampok na hindi ko ipaliwanag ngayon. Halimbawa, may timer kung saan maaari kang lumikha ng isang tiyak na form ng alon tulad ng square / sawtooth atbp. Maaari mo ring i-on / i-off ang anumang output pagkatapos ng isang tiyak na tagal ng panahon.

Mayroon akong mas mababang modelo ng resolusyon na sumusuporta sa pagbabasa muli ng anumang boltahe / kasalukuyang hanggang sa dalawang decimal na lugar. Para sa Hal: Kung itakda mo ito sa 5v at i-on ang output, ipapakita sa iyo ng display ang 5.00 at pareho din para sa Kasalukuyan.

Hakbang 5: Sapat na Pakikipag-usap, Paganahin Natin ang Ilang Bagay (Gayundin, Muling Bumisita ang Mode na CV / CC!)

Ngayon ay oras na upang ikonekta ang isang pag-load at paganahin ito.

Tingnan ang unang larawan kung saan ko konektado ang aking homemade dummy load sa channel 2 ng power supply.

Ano ang isang load ng Dummy:

Ang pag-load ng dummy ay karaniwang isang de-koryenteng pagkarga na kumukuha ng kasalukuyang mula sa anumang mapagkukunan ng kuryente. Ngunit sa isang tunay na pagkarga (tulad ng isang Bulb / motor), ang kasalukuyang pagkonsumo ay naayos para sa partikular na Bulb / Motor. Ngunit sa kaso ng isang Dummy load, maaari nating ayusin ang kasalukuyang iginuhit ng load sa pamamagitan ng isang palayok ie maaari nating taasan / bawasan ang pagkonsumo ng kuryente ayon sa aming mga pangangailangan.

Ngayon ay malinaw mong nakikita na ang pagkarga (kahon ng kahoy sa kanan) ay gumuhit ng 0.50A mula sa supply. Tingnan natin ang display ng power supply. Maaari mong makita na ang channel 2 ay nakabukas at ang natitirang mga channel ay naka-off (Ang berdeng parisukat ay nasa paligid ng channel2 at lahat ng mga parameter ng output tulad ng boltahe, kasalukuyang, lakas na nawala sa pamamagitan ng pag-load ay ipinapakita). Ito ay nagpapakita ng boltahe bilang 5v, kasalukuyang bilang 0.53A (kung saan ang tama at ang aking dummy load ay nagbabasa ay medyo mas mababa ie 0.50A) at ang kabuuang lakas na nawala sa pamamagitan ng pagkarga ie 2.650W.

Tingnan natin ngayon ang display ng supply ng kuryente sa pangalawang larawan ((naka-zoom na larawan ng display). Naitakda ko ang boltahe na 5v at ang max na kasalukuyang itinakda sa 1A. Ang supply ay nagbibigay ng isang matatag na 5v sa output. Sa sa puntong ito, ang pagkarga ay gumuhit ng 0.53A na mas mababa sa itinakdang kasalukuyang 1A kaya't ang suplay ng kuryente ay hindi nililimitahan ang kasalukuyang at ang mode ay CV mode.

Ngayon, kung ang kasalukuyang iginuhit ng pagkarga ay umabot sa 1A, ang supply ay pupunta sa CC mode at babaan ang boltahe upang mapanatili ang isang kasalukuyang Constant 1A sa output.

Ngayon, suriin ang pangatlong larawan. Dito mo makikita na ang dummy load ay gumuhit ng 0.99A. Kaya sa sitwasyong ito, dapat ibaba ng power supply ang boltahe at gumawa ng isang stedy na 1A kasalukuyang sa output.

Tingnan natin ang ika-4 na larawan (naka-zoom na larawan ng display) kung saan maaari mong makita na ang mode ay binago sa CC. Ang power supply ay nabawasan ang boltahe sa 0.28v upang mapanatili ang kasalukuyang pag-load sa 1A. Muli, nanalo ang batas ng ohm !!!!

Hakbang 6: Magkaroon Kami ng Ilang Kasayahan …. Oras upang Subukin ang Katumpakan !

Ngayon, narito ang pinakamahalagang bahagi ng anumang supply ng kuryente ibig sabihin ang Katumpakan. Kaya sa bahaging ito, susuriin natin, kung gaano katumpak ang ganitong uri ng mga nai-program na power supply !!

Pagsubok sa katumpakan ng boltahe:

Sa unang larawan, itinakda ko ang supply ng kuryente sa 5v at makikita mo na ang aking na-calibrate na Fluke 87v Multimeter ay nagbabasa ng 5.002v.

Ngayon tingnan natin ang datasheet sa pangalawang larawan.

Ang kawastuhan ng boltahe para sa Ch1 / Ch2 ay nasa loob ng saklaw tulad ng inilarawan sa ibaba:

Itakda ang boltahe +/- (.02% ng Itakda ang boltahe + 2mv). Sa aming kaso, ikinabit ko ang Multimeter sa Ch1 at ang itinakdang boltahe ay 5v.

Kaya ang pinakamataas na limitasyon ng boltahe ng output ay magiging:

5v + (.02% ng 5v +.002v) ie 5.003v.

at ang mas mababang limitasyon para sa output boltahe ay:

5v - (.02% ng 5v +.002v) ie 4.997.

Ang aking kamakailang naka-calibrate na Fluke 87v Industrial standard Multimeter ay nagpapakita ng 5.002v na nasa loob ng tinukoy na saklaw bilang kinakalkula namin sa itaas. Isang napakahusay na resulta na dapat kong sabihin !!

Kasalukuyang pagsubok sa katumpakan:

Muli tingnan ang datasheet para sa kasalukuyang kawastuhan. Tulad ng inilarawan, ang kasalukuyang kawastuhan para sa lahat ng tatlong mga channel ay:

Itakda ang kasalukuyang +/- (.05% ng itinakdang kasalukuyang + 2mA).

Ngayon tingnan natin ang Third pic kung saan itinakda ko ang kasalukuyang kasalukuyang sa 20mA (Ang suplay ng kuryente ay pupunta sa CC mode at subukang mapanatili ang 20mA kapag ikakabit ko ang Multimeter) & ang aking Multimeter ay nagbabasa ng 20.48mA.

Kalkulahin muna natin ang saklaw.

Ang pinakamataas na limitasyon ng kasalukuyang output ay:

20mA + (.05% ng 20mA + 2mA) ie 22.01mA.

Ang mas mababang limitasyon ng kasalukuyang output ay:

20mA - (.05% ng 20mA + 2mA) ie 17.99mA.

Ang aking pinagkakatiwalaang Fluke ay nagbabasa ng 20.48mA at muli ang halaga ay nasa loob ng kinalkulang saklaw sa itaas. Muli kaming nakakuha ng isang mahusay na resulta para sa aming kasalukuyang pagsubok sa kawastuhan. Hindi kami binigo ng suplay ng kuryente ….

Hakbang 7: Ang Huling Hukom….

Ngayon ay nakarating kami sa huling bahagi …

Sana maibigay ko sa iyo ang kaunting Idea tungkol sa kung ano ang maaaring mai-program na mga supply ng kuryente at kung paano ito gumagana.

Kung seryoso ka tungkol sa electronics at gumawa ng ilang mga seryosong disenyo, sa palagay ko ang anumang uri ng nai-programm na supply ng kuryente ay dapat na naroroon sa iyong arsenal dahil literal na hindi namin nais na iprito ang aming mga mahahalagang disenyo dahil sa ilang hindi sinasadyang sobrang pag-overvoltage / overcurrent / maikling circuit.

Hindi lamang iyon, kundi pati na rin ang ganitong uri ng supply, tiyak na masisingil ang anumang uri ng Li-po / Li-ion / SLA na baterya nang walang takot na masunog / anumang espesyal na charger (Dahil ang mga baterya ng Li-po / Li-ion ay madaling kapitan ng sunog kung hindi natutugunan ang wastong mga parameter ng pagsingil!).

Ngayon ay oras na upang magpaalam!

Kung sa palagay mo ang Instructable na ito ay makakapag-clear ng anuman sa aming mga pag-aalinlangan at kung may natutunan ka mula rito, mangyaring magbigay ng isang thumbs up at huwag kalimutang mag-subscribe! Mangyaring tingnan din ang aking kamakailang nabuksan na youtube channel at bigyan ang iyong mahalagang mga opinyon!

Maligayang pag-aaral ….

Adios !!