Что такое программируемый блок питания?

Что такое программируемый источник питания?

Программируемый источник питания — это источник питания с выходом, который можно изменять по желанию.

Обычные источники питания позволяют вручную регулировать параметры выходного напряжения и тока. Однако программируемые источники питания характеризуются возможностью свободно устанавливать выходное напряжение, ток и частоту с помощью команд от контроллера.

Использование программируемых источников питания

Программируемые источники питания используются для тестирования характеристик полупроводниковых приборов и другого электронного оборудования. Они полезны для автоматического получения данных или для исследования реакции объекта измерения путем постепенного изменения условий питания.

В частности, для приложений, измеряющих вольт-амперные характеристики полупроводников, существуют специальные измерительные устройства, которые содержат высокоточный программируемый источник питания и устройство измерения напряжения и тока в одном корпусе, которое управляется контроллером.

Недавно также был представлен продукт, объединяющий программируемый источник питания большой емкости и измерительный блок, способный оценивать силовые полупроводники.

Программируемые источники питания также используются в широком спектре других областей: от бытовой техники до аэрокосмической промышленности, военной промышленности, производства электроэнергии, возобновляемых источников энергии и т. д.

Принцип программируемых источников питания

По сути, программируемые источники питания представляют собой тип регулируемого источника питания, в котором опорное напряжение устанавливается ЦАП, а соответствующее напряжение или ток выводится. При подключении к контроллеру контроллер может изменять выходное напряжение/ток, перезаписывая данные в ЦАП.

Типы программируемых источников питания

Классифицируются по конфигурации схемы источника питания, доступны следующие типы:

1. Источник питания постоянного тока капельного типа

Источник питания постоянного тока, также известный как линейный источник питания или последовательный источник питания, характеризуется низким уровнем шума выходного напряжения.

Они в основном используются в измерениях, где шум должен быть минимизирован, например, при обработке мельчайших сигналов. Однако их эффективность преобразования энергии, как правило, низкая, и они генерируют много тепла, поэтому необходимы меры по рассеиванию тепла.

Выходное напряжение сравнивается с опорным напряжением и контролируется обратной связью, чтобы всегда быть постоянным напряжением.

2. Импульсный источник питания постоянного тока

По сравнению с капельным типом импульсный источник питания постоянного тока более эффективен и в настоящее время является основным источником питания. Хотя он несколько шумнее, он генерирует меньше тепла и может производить источник питания большой мощности, поэтому он также используется в испытательном оборудовании, требующем большого тока, например, в гибридных транспортных средствах.

Как и в методе капельницы, выходное напряжение сравнивается с опорным напряжением, и выполняется управление с обратной связью, чтобы гарантировать, что напряжение всегда постоянно.

3. Высоковольтный источник питания

В то время как диапазон выходного напряжения типичного программируемого источника питания составляет десятки вольт, существуют источники питания, которые специализируются на высоковольтном выходе.

Высоковольтные программируемые источники питания, которые могут генерировать тысячи и десятки тысяч вольт постоянного тока, используются в следующих приложениях:

• Фотоэлектронные умножители
• Масс-спектрометры
• Управление электронным лучом
• Зарядка фотобарабана в копировальных аппаратах и ​​т. д.

Однако они редко используются отдельно и часто интегрируются в системы как часть оборудования.

4. Биполярный источник питания

Биполярные источники питания способны выводить не только постоянный ток, но и переменный ток, и имеют функцию стока, а также функцию источника электроэнергии. Как конфигурация схемы, это своего рода усилитель мощности и может использоваться не только как источник питания, но и как электронная нагрузка.

Поскольку это схема усилителя мощности, она может выводить переменный ток на относительно высоких частотах, а в сочетании с контроллером или генератором сигналов она может генерировать сложные тестовые сигналы. Это также используется для измерения характеристик колебаний напряжения питания в различных электронных устройствах и для испытаний пьезоэлектрических элементов.

5. Генератор напряжения/тока для калибровки

Генераторы напряжения/тока, используемые в качестве опорных сигналов для калибровки/проверки цифровых мультиметров, измеряющих напряжение и ток, а также различного оборудования на производственных линиях, также являются частью программируемых источников питания.

В отличие от обычных источников питания, они требуют высокой точности значений выходного напряжения и тока, но величина мощности, которая может быть выведена, не так критична.

Использование программируемых источников питания в сочетании с контроллерами возможно, например, для автоматического получения данных калибровки.