Принципы работы настольных источников питания

Комбинации напряжения и тока, поддерживаемые настольным источником питания постоянного тока, часто иллюстрируются с помощью кривой ограничения предельных параметров. Любая комбинация напряжения и тока, которая находится на этой кривой или ниже нее (окрашенная область), поддерживается источником.

Кривые ограничения предельных параметров, как правило, указываются в спецификации и руководстве пользователя источника питания, а также на сайте производителя.

Подробная информация о кривых ограничения предельных параметров приводится здесь.

Настройка напряжения и тока настольного источника питания постоянного тока

Пользователь настольного источника питания настраивает два значения: требуемый максимальный выходной ток и выходное напряжение. Выходной ток зависит от сопротивления нагрузки, а выходная мощность равна произведению выходного напряжения и выходного тока.

Как правило, источник имеет постоянное выходное напряжение, однако в некоторых случаях возможно динамическое изменение выходного напряжения. Для этого можно использовать линейную характеристику нарастания, произвольную последовательность или внешний источник.

Линейное нарастание выхода

Линейная характеристика нарастания задает непрерывное увеличение выходного напряжения. Выходное напряжение начинается с нуля и постепенно нарастает до требуемого значения в течение заданного пользователем времени нарастания. После этого напряжение остается постоянным.

Произвольный выход

В отличие от линейной характеристики нарастания напряжения от нуля до заданного значения, произвольная последовательность переключает источник питания постоянного тока между различными дискретными уровнями напряжения или пороговыми значениями тока. Для каждого уровня пользователь задает длительность и значения напряжения и тока. Возможно многократное повторение последовательности. Последовательности можно задавать непосредственно на источнике питания или загружать на источник питания с помощью файла, созданного на другом устройстве.

«Модуляция» выхода по аналоговому сигналу

В некоторых источниках питания можно управлять выходом канала с помощью внешнего входного напряжения. Этот «аналоговый» или «модулирующий» сигнал подается на источник через отдельный разъем. Выходное напряжение (а в некоторых случаях и максимальный выходной ток) регулируется этим аналоговым сигналом. Таким образом можно создавать «модулированные» формы сигнала выходного напряжения, например показанную на рисунке синусоидальную форму.

Функция считывания

Независимо от типа выхода, многие настольные источники питания отображают два набора значений напряжения и тока. Первый набор значений — это введенные пользователем значения. Второй набор значений — это измеренные фактические значения на выходе источника в текущий момент. Эта функция часто обозначается как «считывание».

В нормальном режиме считываемое значение напряжения должно быть близко к заданному значению. Считываемое значение тока зависит от сопротивления нагрузки, поскольку нагрузка определяет потребляемый ток источника. Важно помнить, что вводимое пользователем значение тока является максимальным значением, и не пытаться «заставить» источник выдавать этот ток на выходе.

В дополнение к простому отображению значений функция считывания используется в следующих целях: дистанционное измерение, функции защиты и настройка режима постоянного напряжения или режима постоянного тока.

Дистанционное измерение

Подводящие кабели источника питания могут снижать напряжение на нагрузке, т. к. они имеют ненулевое сопротивление. В большинстве случаев этим можно пренебречь, однако данный фактор может играть важную роль при работе с малыми сопротивлениями нагрузки или высокими токами.

Функция дистанционного измерения в настольных источниках питания постоянного тока позволяет компенсировать спад напряжения, вызванный потерями на подводящих кабелях. Читайте подробнее о дистанционном измерении здесь.

Функции защиты

Функции защиты предназначены для защиты нагрузки от избыточного напряжения (превышенное напряжение), избыточного тока (превышенный ток) и избыточной мощности (превышенная мощность). Все три функции отключают выход источника в случае превышения порогового значения. Как правило, при включении защиты также подается визуальный и/или звуковой сигнал. В большинстве случаев требуется перезапуск выхода источника вручную.

Функции защиты обычно настраиваются и активируются/деактивируются для каждого канала по отдельности, при этом для защиты от перегрузки по току возможна привязка к другим каналам: при срабатывании «электронного предохранителя» одного канала выключаются и все привязанные к нему каналы. Для защиты от перегрузки по току также можно задать задержку запуска, чтобы предотвращать выключение выхода при высоких, но кратковременных пусковых токах.

Кроме того, источник питания может быть оснащен встроенной функцией защиты от превышения температуры, которая выключает источник в случае превышения допустимой внутренней температуры источника.

Режимы постоянного напряжения и тока

Третьим способом применения функции считывания являются режимы постоянного напряжения и постоянного тока. При снижении нагрузки имеется риск появления избыточного и/или неожиданно высокого тока. Высокий ток может стать причиной повреждения или разрушения нагрузки, поэтому важно не допустить такой ситуации.

Для этого можно уменьшить напряжение таким образом, чтобы ток опустился ниже порогового значения. Такой вариант называется режим постоянного тока.

Читайте подробнее о режимах постоянного напряжения и тока здесь.