Giới thiệu & Hướng dẫn về Nguồn điện Lập trình!: 7 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Nếu bạn đã từng thắc mắc về bộ nguồn lập trình, thì bạn phải xem qua phần hướng dẫn này để có được kiến thức đầy đủ và ví dụ thực tế về bộ nguồn có thể lập trình.

Ngoài ra, những ai quan tâm đến điện tử, xin vui lòng xem qua hướng dẫn này để khám phá một số điều thú vị mới….

Giữ nguyên!!

Bước 1: Nguồn điện có thể lập trình là gì và điều gì làm cho nó khác biệt?

Đã lâu rồi tôi không tải lên bất kỳ hướng dẫn mới nào, vì vậy tôi nghĩ phải nhanh chóng tải lên hướng dẫn mới trên một công cụ rất cần thiết (đối với bất kỳ người yêu thích / đam mê điện tử / chuyên nghiệp) đó là nguồn điện có thể lập trình.

Vì vậy, câu hỏi đầu tiên được đặt ra ở đây là nguồn cung cấp có thể lập trình được là gì?

Nguồn điện khả trình là một loại nguồn điện tuyến tính cho phép kiểm soát hoàn toàn điện áp đầu ra và dòng điện của thiết bị thông qua giao diện kỹ thuật số / tương tự / RS232.

Vậy điều gì làm cho nó khác với bộ nguồn tuyến tính dựa trên LM317 / LM350 / bất kỳ IC nào khác?

1) Sự khác biệt lớn chính là kiểm soát:

Nói chung LM317 / LM350 truyền thống của chúng tôi / bất kỳ nguồn cung cấp dựa trên vi mạch nào khác hoạt động trên chế độ CV (điện áp không đổi) mà chúng tôi không kiểm soát được dòng điện. nguồn cung cấp có thể lập trình, chúng ta có thể kiểm soát cả trường Điện áp và dòng điện riêng lẻ.

2) Giao diện điều khiển:

Trong nguồn cung cấp dựa trên LM317 / LM350 của chúng tôi, chúng tôi xoay một nồi và điện áp đầu ra thay đổi tương ứng.

Để so sánh, trong bộ nguồn có thể lập trình, chúng ta có thể thiết lập các thông số bằng bàn phím số hoặc chúng ta có thể thay đổi nó bằng cách sử dụng bộ mã hóa quay hoặc thậm chí chúng ta có thể điều khiển các thông số thông qua PC từ xa.

3) Bảo vệ đầu ra:

Nếu chúng ta làm thiếu đầu ra của nguồn cung cấp truyền thống, nó sẽ làm giảm điện áp và cung cấp đầy đủ dòng điện.

Nhưng so sánh, trong nguồn cung cấp có thể lập trình, chúng ta có thể đóng hoàn toàn đầu ra (nếu chúng ta muốn) khi xảy ra ngắn mạch.

4) Giao diện người dùng:

Nói chung trong một nguồn cung cấp truyền thống, chúng ta phải gắn một đồng hồ vạn năng để kiểm tra điện áp đầu ra mỗi lần, ngoài ra cần phải có cảm biến dòng điện / đồng hồ kẹp chính xác để kiểm tra dòng điện đầu ra.

(NB: Vui lòng kiểm tra bộ nguồn có thể thay đổi 3A của tôi được hướng dẫn tại đây, bao gồm đọc sẵn Điện áp & Dòng điện trên màn hình màu)

Ngoài ra, trong nguồn cung cấp có thể lập trình, nó có màn hình hiển thị sẵn hiển thị tất cả các thông tin cần thiết như điện áp hiện tại / amp hiện tại / điện áp đặt / amp đặt / chế độ hoạt động và nhiều thông số khác.

5) Không có đầu ra:

Giả sử bạn muốn chạy mạch âm thanh / mạch dựa trên OP-AMP trong đó bạn sẽ cần tất cả Vcc, 0v & GND. Nguồn cung cấp tuyến tính của chúng tôi sẽ chỉ cung cấp Vcc & GND (đầu ra kênh đơn) nên bạn không thể chạy loại mạch này bằng cách sử dụng nguồn cung cấp tuyến tính (Bạn sẽ cần hai trong số chúng được kết nối thành chuỗi).

Để so sánh, một nguồn cung cấp có thể lập trình điển hình có tối thiểu hai đầu ra (một số có ba) được cách ly điện tử (không đúng với mọi nguồn cung cấp có thể lập trình) và bạn có thể dễ dàng nối chúng thành chuỗi để có được Vcc, 0, GND yêu cầu của mình.

Ngoài ra còn có nhiều điểm khác biệt, nhưng đây là những điểm khác biệt chính mà tôi đã mô tả.

Ngoài ra, so với SMPS, bộ nguồn lập trình có rất ít nhiễu (các thành phần AC không mong muốn / xung điện / EMF, v.v.) ở đầu ra (Vì nó là tuyến tính).

Bây giờ chúng ta hãy chuyển sang bước tiếp theo!

NB: Bạn có thể xem video của tôi về bộ nguồn lập trình Rigol DP832 của tôi tại đây.

Bước 2: Chế độ CV & CC của bất kỳ nguồn điện nào?

Rất nhiều người trong chúng ta cảm thấy bối rối khi nói đến vấn đề CV & CC. Chúng ta biết mẫu đầy đủ nhưng trong nhiều trường hợp, chúng ta không có Ý tưởng thích hợp về cách chúng hoạt động. so sánh xem họ khác biệt như thế nào với quan điểm làm việc của họ.

Chế độ CV (điện áp không đổi):

Ở chế độ CV (cho dù trong trường hợp có nguồn điện / bộ sạc pin / hầu hết mọi thứ có nó), thiết bị thường duy trì điện áp đầu ra Không đổi ở đầu ra độc lập với dòng điện được lấy ra từ nó.

Bây giờ chúng ta hãy lấy một ví dụ.

Ví dụ, tôi có một đèn LED trắng 50w chạy trên 32v và tiêu thụ 1,75A. Bây giờ nếu chúng tôi gắn đèn LED vào nguồn điện ở chế độ điện áp không đổi và đặt nguồn thành 32v, bộ nguồn sẽ điều chỉnh điện áp đầu ra và sẽ duy trì Dù sao nó cũng ở mức 32v. Nó sẽ không theo dõi dòng điện được tiêu thụ bởi đèn LED.

Nhưng

Loại đèn LED này hút nhiều dòng hơn khi chúng nóng hơn (tức là nó sẽ hút nhiều dòng hơn dòng được chỉ định trong biểu dữ liệu, tức là 1,75A & có thể tăng cao đến 3,5A. Nếu chúng ta đặt nguồn điện ở chế độ CV cho đèn LED này, nó sẽ không nhìn vào dòng điện được vẽ và chỉ điều chỉnh điện áp đầu ra và do đó, về lâu dài, đèn LED sẽ bị hỏng do tiêu thụ dòng điện quá mức.

Đây là chế độ CC bắt đầu hoạt động !!

Chế độ CC (điều khiển dòng điện / dòng điện không đổi):

Ở chế độ CC, chúng ta có thể đặt dòng điện TỐI ĐA do bất kỳ tải nào vẽ ra và chúng ta có thể điều chỉnh nó.

Ví dụ, chúng tôi đặt điện áp ở 32v và đặt dòng điện tối đa là 1,75A và gắn cùng một đèn LED vào nguồn cung cấp. Bây giờ điều gì sẽ xảy ra? Cuối cùng thì đèn LED sẽ nóng hơn và cố gắng hút thêm dòng điện từ nguồn cung cấp., nguồn điện của chúng tôi sẽ duy trì cùng một amp, tức là 1,75 ở đầu ra bằng cách NGUỒN ĐIỆN ÁP (định luật Ohm đơn giản) và do đó, đèn LED của chúng tôi sẽ được tiết kiệm về lâu dài.

Tương tự với việc sạc pin khi bạn sạc bất kỳ pin SLA / Li-ion / LI-po nào. Trong phần đầu tiên của quá trình sạc, chúng ta phải điều chỉnh dòng điện bằng chế độ CC.

Hãy lấy một ví dụ khác trong đó chúng tôi muốn sạc pin 4,2v / 1000mah được đánh giá ở 1C (tức là chúng tôi có thể sạc pin với dòng điện tối đa là 1A). Nhưng để an toàn, chúng tôi sẽ điều chỉnh dòng điện ở mức tối đa là 0,5 C tức là 500mA.

Bây giờ chúng ta sẽ đặt nguồn điện thành 4.2v và đặt dòng điện tối đa là 500mA và sẽ gắn pin vào đó. Bây giờ pin sẽ cố gắng lấy thêm dòng điện từ nguồn cung cấp cho lần sạc đầu tiên nhưng nguồn điện của chúng ta sẽ điều chỉnh dòng điện bằng giảm điện áp xuống một chút vì cuối cùng điện áp của pin sẽ tăng lên, chênh lệch điện thế giữa Nguồn cung cấp và pin sẽ ít hơn và dòng điện do pin rút ra sẽ giảm xuống. giảm xuống dưới 500mA, nguồn cung cấp sẽ chuyển sang chế độ CV & duy trì ổn định 4.2v ở đầu ra để sạc pin trong thời gian còn lại!

Thật thú vị phải không?

Bước 3: Có rất nhiều người ở ngoài đó !!!

Nhiều nguồn cung cấp năng lượng có thể lập trình có sẵn từ các nhà cung cấp khác nhau. Vì vậy, nếu bạn vẫn đang đọc và quyết định mua một bộ nguồn, thì trước tiên bạn phải quyết định một số thông số !!

Mỗi & mọi bộ nguồn đều khác nhau ở khía cạnh độ chính xác, không có kênh đầu ra, tổng công suất đầu ra, điện áp-dòng điện / đầu ra tối đa, v.v.

Bây giờ nếu bạn muốn sở hữu một cái, thì trước tiên bạn quyết định điện áp và dòng điện đầu ra tối đa mà bạn thường làm việc để sử dụng hàng ngày là bao nhiêu! Sau đó, chọn không có kênh đầu ra bạn cần để làm việc với các mạch khác nhau tại một thời điểm Sau đó là tổng công suất đầu ra tức là bạn cần công suất tối đa bao nhiêu (công thức P = VxI).

Bây giờ nếu bạn đã quyết định, thì cuối cùng sẽ đến yếu tố quan trọng chính là giá cả. Hãy chọn một cái tùy theo ngân sách của bạn (và rõ ràng là hãy kiểm tra xem các thông số kỹ thuật được đề cập ở trên có khả dụng trong nó hay không).

Và cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, rõ ràng là hãy xem nhà cung cấp.

Bây giờ chúng ta hãy lấy một ví dụ:

Tôi thường làm việc với các mạch logic kỹ thuật số / các mạch liên quan đến Vi điều khiển thường cần 5v / max 2A (nếu tôi sử dụng một số động cơ & thứ như vậy).

Ngoài ra, đôi khi, tôi làm việc trên các mạch Âm thanh cần cao đến 30v / 3A và cả nguồn cung cấp kép. Vì vậy, tôi sẽ chọn một nguồn cung cấp có thể cung cấp tối đa 30v / 3A và có các kênh cách ly điện tử kép. (Tức là mỗi kênh có thể cung cấp 30v / 3A và họ sẽ không có bất kỳ đường sắt GND hoặc đường sắt VCC thông thường nào). Nói chung tôi không cần bất kỳ bàn phím số cầu kỳ nào như vậy! (Nhưng tất nhiên chúng sẽ giúp ích rất nhiều). Hiện tại ngân sách tối đa của tôi là 500 đô la. Vì vậy, tôi sẽ chọn một nguồn cung cấp điện theo các tiêu chí đã đề cập ở trên của tôi…

Bước 4: Nguồn điện của tôi…. Rigol DP832

Vì vậy, theo nhu cầu của tôi, Rigol DP832 là một thiết bị hoàn hảo cho mục đích sử dụng của tôi (LẠI, MẠNH MẼ TRONG Ý KIẾN CỦA TÔI).

Bây giờ chúng ta hãy xem xét nó, nó có ba kênh khác nhau. H1 & Ch2 / 3 được cách ly điện tử. dòng điện tối đa sẽ là 3A). Ngoài ra, bạn có thể kết nối song song chúng để có được tối đa là 6A (điện áp tối đa sẽ là 30v). Ch2 & Ch3 có điểm chung. Tổng công suất đầu ra của cả ba kênh kết hợp là 195w. Tôi có giá khoảng 639 đô la ở Ấn Độ (Ở đây ở Ấn Độ, nó hơi đắt hơn một chút so với trang web của Rigol, nơi nó được đề cập là 473 đô la vì phí nhập khẩu và thuế..)

Bạn có thể chọn các kênh khác nhau bằng cách nhấn nút 1/2/3 để chọn kênh tương ứng. Mỗi kênh riêng lẻ có thể được Bật / Tắt bằng các công tắc tương ứng của nó. Ngoài ra, bạn có thể Bật / Tắt tất cả chúng cùng một lúc thông qua một công tắc chuyên dụng khác có tên là Tất cả Bật / tắt Giao diện điều khiển hoàn toàn là kỹ thuật số, nó cung cấp một bàn phím số để nhập trực tiếp bất kỳ điện áp / dòng điện nhất định nào.

Volt / Milivolt / Amp / Miliamp - có bốn phím chuyên dụng để nhập thực thể mong muốn, đồng thời có thể sử dụng các phím này để di chuyển con trỏ Lên trên / Dưới cùng / Phải / Trái.

Có năm phím dưới màn hình hoạt động theo văn bản được hiển thị trong màn hình phía trên các công tắc. Ví dụ: Nếu tôi muốn bật OVP (bảo vệ quá áp), thì tôi phải nhấn công tắc thứ ba từ bên trái để bật OVP.

Bộ nguồn có OVP (bảo vệ quá áp) & OCP (bảo vệ quá dòng) cho mỗi kênh.

Giả sử, tôi muốn chạy một mạch (có thể chịu được tối đa 5v) trong đó tôi sẽ tăng dần điện áp từ 3,3v lên 5v. Bây giờ Nếu tôi vô tình đặt điện áp hơn 5v bằng cách xoay núm và không nhìn vào màn hình, mạch sẽ bị chiên. Bây giờ trong trường hợp này OVP hoạt động, tôi sẽ đặt OVP thành 5v. Bây giờ tôi sẽ tăng dần điện áp từ 3,3v và bất cứ khi nào đạt đến giới hạn 5v, kênh sẽ được ngắt để bảo vệ tải trọng.

Tương tự với OCP, nếu tôi đặt một giá trị OCP nhất định (Ví dụ 1A), bất cứ khi nào dòng điện được tải bởi tải đạt đến giới hạn đó, đầu ra sẽ bị tắt.

Đây là một tính năng rất hữu ích để bảo vệ thiết kế có giá trị của bạn.

Ngoài ra, còn nhiều tính năng nữa mà tôi sẽ không giải thích ngay bây giờ, chẳng hạn như có bộ đếm thời gian để bạn có thể tạo một dạng sóng nhất định như hình vuông / răng cưa, v.v. Ngoài ra, bạn có thể bật / tắt bất kỳ đầu ra nào sau một khoảng thời gian nhất định.

Tôi có mô hình độ phân giải thấp hơn hỗ trợ đọc lại bất kỳ điện áp / dòng điện nào lên đến hai chữ số thập phân Ví dụ: Nếu bạn đặt nó thành 5v và bật đầu ra, màn hình sẽ hiển thị cho bạn 5,00 và tương tự với Dòng điện.

Bước 5: Nói đủ rồi, hãy củng cố một số điều (đồng thời, Chế độ CV / CC đã được xem lại!)

Bây giờ đã đến lúc kết nối tải và cấp nguồn cho nó.

Nhìn vào hình ảnh đầu tiên mà tôi đã kết nối tải giả tự chế của mình với kênh 2 của nguồn điện.

Tải giả là gì:

Tải giả về cơ bản là tải điện lấy dòng điện từ bất kỳ nguồn điện nào. điều chỉnh dòng điện do tải lấy ra bằng nồi tức là chúng ta có thể tăng / giảm điện năng tiêu thụ theo nhu cầu của mình.

Bây giờ bạn có thể thấy rõ ràng rằng tải (hộp gỗ ở bên phải) đang rút ra 0,50A từ nguồn cung cấp. Hình vuông màu xanh lá cây xung quanh channel2 & tất cả các thông số đầu ra như điện áp, dòng điện, công suất tiêu hao bởi tải được hiển thị). 0,50A) & tổng công suất tiêu hao bởi tải tức là 2,650W.

Bây giờ chúng ta hãy nhìn vào màn hình của bộ nguồn ở hình thứ hai ((ảnh được phóng to của màn hình). Tôi đã đặt điện áp là 5v và dòng điện tối đa được đặt ở 1A. Nguồn cung cấp cho đầu ra 5v ổn định. điểm này, tải đang vẽ 0,53A nhỏ hơn dòng đặt 1A nên bộ nguồn không hạn chế dòng và chế độ là chế độ CV.

Bây giờ, nếu dòng điện do tải tạo ra đạt đến 1A, nguồn cung cấp sẽ chuyển sang chế độ CC và hạ điện áp để duy trì dòng điện 1A không đổi ở đầu ra.

Bây giờ, hãy kiểm tra bức ảnh thứ ba, ở đây bạn có thể thấy rằng tải giả đang vẽ 0,99A Vì vậy, trong tình huống này, nguồn điện phải giảm điện áp và tạo ra dòng điện 1A ở đầu ra.

Hãy xem bức ảnh thứ 4 (ảnh được phóng to của màn hình), nơi bạn có thể thấy rằng chế độ được thay đổi thành CC. Nguồn điện đã giảm điện áp xuống 0,28v để duy trì dòng tải ở 1A. !!!!

Bước 6: Hãy cùng vui chơi…. Thời gian để kiểm tra độ chính xác !

Bây giờ, đây là phần quan trọng nhất của bất kỳ nguồn cung cấp điện nào, tức là Độ chính xác.

Kiểm tra độ chính xác điện áp:

Trong ảnh đầu tiên, tôi đã đặt nguồn điện thành 5v và bạn có thể thấy rằng Đồng hồ vạn năng Fluke 87v được hiệu chỉnh gần đây của tôi đang đọc 5.002v.

Bây giờ chúng ta hãy nhìn vào biểu dữ liệu ở hình thứ hai.

Độ chính xác điện áp cho Ch1 / Ch2 sẽ nằm trong phạm vi như mô tả bên dưới:

Đặt điện áp +/- (.02% của Điện áp đặt + 2mv) Trong trường hợp của chúng tôi, tôi đã gắn Đồng hồ vạn năng vào Ch1 & điện áp đặt là 5v.

Vì vậy, giới hạn trên của điện áp đầu ra sẽ là:

5v + (0,02% của 5v +.002v) tức là 5,003v.

& giới hạn thấp hơn cho điện áp đầu ra sẽ là:

5v - (0,02% của 5v +.002v) tức là 4,997.

Đồng hồ vạn năng tiêu chuẩn công nghiệp Fluke 87v được hiệu chỉnh gần đây của tôi đang hiển thị 5.002v nằm trong phạm vi được chỉ định như chúng tôi đã tính toán ở trên. Tôi phải nói rằng kết quả rất tốt !!

Kiểm tra độ chính xác hiện tại:

Một lần nữa, hãy xem lại biểu dữ liệu để biết độ chính xác hiện tại. Như đã mô tả, độ chính xác hiện tại cho cả ba kênh sẽ là:

Đặt dòng +/- (0,05% dòng đặt + 2mA).

Bây giờ chúng ta hãy xem hình thứ ba, nơi tôi đã đặt dòng điện tối đa là 20mA (Nguồn điện sẽ chuyển sang chế độ CC và cố gắng duy trì 20mA khi tôi gắn Đồng hồ vạn năng) & Đồng hồ vạn năng của tôi đang đọc 20,48mA.

Bây giờ chúng ta hãy tính toán phạm vi đầu tiên.

Giới hạn trên của dòng điện đầu ra sẽ là:

20mA + (0,05% của 20mA + 2mA) tức là 22,01mA.

Giới hạn dưới của dòng điện đầu ra sẽ là:

20mA - (0,05% của 20mA + 2mA) tức là 17,99mA.

Fluke đáng tin cậy của tôi đang đọc 20,48mA và một lần nữa giá trị nằm trong phạm vi tính toán ở trên.

Bước 7: Phán quyết cuối cùng….

Bây giờ chúng ta đã đến phần cuối cùng…

Hy vọng rằng tôi có thể cung cấp cho bạn một số Ý tưởng nhỏ về bộ nguồn có thể lập trình là gì và cách chúng hoạt động.

Nếu bạn thực sự nghiêm túc về điện tử và thực hiện một số thiết kế nghiêm túc, tôi nghĩ rằng bất kỳ loại nguồn điện có thể lập trình nào cũng nên có trong kho vũ khí của bạn bởi vì chúng tôi thực sự không thích chiên các thiết kế quý giá của mình do một số tình cờ quá áp / quá dòng / ngắn mạch.

Không chỉ vậy, với loại nguồn cung cấp này, chúng ta có thể sạc chính xác bất kỳ loại pin Li-po / Li-ion / SLA nào mà không sợ bắt lửa / bất kỳ bộ sạc đặc biệt nào (Vì pin Li-po / Li-ion là dễ bị bắt lửa nếu không đáp ứng các thông số sạc thích hợp!).

Bây giờ là lúc để nói lời tạm biệt!

Nếu bạn cho rằng Tài liệu hướng dẫn này xóa bỏ bất kỳ nghi ngờ nào của chúng tôi và nếu bạn học được điều gì đó từ nó, vui lòng ủng hộ và đừng quên đăng ký! Ngoài ra, hãy xem kênh youtube mới mở gần đây của tôi và đưa ra ý kiến quý báu của bạn!

Chúc các bạn học vui vẻ….

Adios !!