CE FAC SURSE DE ALIMENTARE

Kepco realizează, de asemenea, interfețe digitale pentru modelele controlate analogic.

manual

CONTROL ANALOGIC

Deoarece este probabil ca un semnal disponibil să nu corespundă cerințelor de polaritate și amplitudine, Kepco construiește unul sau mai multe „preamplificatoare” sau „amplificatoare necomandate” în multe dintre sursele sale de alimentare programabile analogic. Acestea pot servi la inversarea și scalarea semnalului de control disponibil în necesarul de la 0 la + 10V. În plus, amplificatoarele necomandate pot fi utilizate pentru a face funcții operaționale precum integrarea sau însumarea. Pentru a caracteriza acești amplificatori operaționali suplimentari, care sunt încorporați în sursele de alimentare programabile analogice ale Kepco, specificațiile conțin informații despre influența modificărilor tensiunii sursei, a temperaturii și a derivării asupra tensiunii de offset de intrare și a curentului de offset. Partea fixă ​​a compensărilor este zero. Specificațiile tabelate sunt pentru modificările induse de principalele cantități de influență.

Tehnica liniară de bază în serie pentru stabilizare oferă posibilitatea unor tehnici de control asemănătoare amplificatorului. Kepco numește aceasta „Programare operațională” deoarece aritmetica de control seamănă foarte mult cu ecuațiile utilizate pentru a caracteriza amplificatoarele operaționale analogice. La fel ca amplificatoarele operaționale, sursele de alimentare programabile operațional pot fi utilizate pentru modelarea și simularea situațiilor din lumea reală. Le puteți utiliza pentru amplificarea, scalarea, inversarea, integrarea și combinarea diferitelor semnale de intrare pentru a produce ieșiri puternice care pot acționa motoare, lămpi de lumină, funcționează încălzitoare, încărca și descărca baterii și controla utilaje de tot felul.

DE MARE VITEZĂ

O tehnică specială care utilizează rețele de întârziere reglabile permite ca unele dintre modelele noastre programabile operațional să funcționeze fără un condensator de ieșire convențional. Acest lucru, la rândul său, permite o lățime de bandă a semnalului relativ largă pentru modulare și rotire rapidă a ieșirii. În aplicațiile de testare automată de mare viteză, acest lucru permite schimbări rapide de nivel. Astfel de surse de alimentare de mare viteză (ATE, BOP, BHK-MG) funcționează mai bine decât omologii lor filtrați convențional atunci când se află în modul de stabilizare curentă. Răspunsul lor la tranzitorii de încărcare în trepte este de până la 1000 de ori mai rapid.

FIGURA 1 - Efectul unei sarcini variabile asupra unui stabilizator de curent. Timpul de încărcare și descărcare a condensatorului de ieșire controlează timpul de recuperare

STABILIZARE ACTUALĂ

Pentru a înțelege stabilizarea curentului, trebuie mai întâi să vă opriți și să luați în considerare exact ceea ce se înțelege atât prin stabilizarea tensiunii, cât și prin stabilizarea curentului.

Într-un sens, acestea sunt descrieri ale răspunsului așteptat al unei surse de alimentare la schimbările de sarcină. Un stabilizator de tensiune va răspunde variind curentul său de-a lungul unui locus liniar care definește o tensiune fixă ​​(Figura 3a) în timp ce un stabilizator de curent face exact opusul (Figura 3b). Un grafic al punctelor de operare de succes create pe măsură ce sarcina este permisă să varieze creează o linie dreaptă la un curent fix pentru stabilizatorul de curent.

Figura 3a și 3b - Conceptul de „stabilizare a tensiunii” sau „stabilizare a curentului” se referă la locația punctelor pe care o sarcină variabilă le va urmări dacă observați modificarea tensiunii de ieșire și a curentului sursei de alimentare încărcate

Înțelegem că rezistența sau impedanța este raportul dintre schimbarea tensiunii și schimbarea curentului. În graficul punctelor de funcționare de la stabilizatorul de tensiune, observăm o modificare foarte mică a tensiunii pentru o schimbare mare a curentului corespunzătoare unei impedanțe a sursei scăzute. Dacă stabilizatorul ar fi ideal, această impedanță s-ar apropia de zero. Graficul corespunzător pentru stabilizatorul de curent sugerează o impedanță foarte mare și, într-adevăr, sursa ideală de curent ar prezenta o impedanță a sursei aproape infinită.

Simbolul schematic pentru o sursă de tensiune este o baterie, iar starea de ralanti este un circuit deschis. Simbolul pentru o sursă de curent este o săgeată înconjurată, iar starea sa inactivă este un scurtcircuit. Vezi Figura 2.

IMPEDANȚA DE IEȘIRE

În acest catalog vom tabela impedanța reală a sursei stabilizatoarelor analogice de precizie Kepco. Valorile impedanței sunt afișate atât în ​​moduri de tensiune, cât și de curent. Aceasta se adaugă la simpla precizare a gradului nominal de stabilizare sau reglare pe care îl atinge sursa de alimentare cu amplificatorul său de feedback cu câștig ridicat. Cifrele pentru inductanță rezistivă și capacitate sunt în tabelele de modele. Unul dintre motivele pentru care se face acest lucru este că impedanța de ieșire este o specificație de alimentare neînțeleasă pe scară largă, care este de fapt definită la d-c atunci când este specificată stabilizarea efectului de încărcare. Semnificația sa este evidentă la alte frecvențe decât d-c. Impedanța de ieșire a unei surse de alimentare este caracterizată atât din punct de vedere al rezistenței d-c, cât și al unui element reactiv. La frecvențe de încărcare ridicate, componenta reactivă domină specificațiile.

FIGURA 4a și 4b - Graficul impedanței de ieșire vs. frecvența pentru un stabilizator de tensiune și pentru un stabilizator de curent

La stabilizarea tensiunii, reactanța este inductanța efectivă a seriei care, la frecvențe înalte, introduce o componentă diferită de zero. Impedanța crește la 6 db/octavă pe măsură ce crește frecvența.

La stabilizarea curentului, reactanța este o capacitate de șunt eficientă. Acest lucru împiedică impedanța să fie infinită. Într-adevăr, impedanța scade la 6 db/octavă pe măsură ce crește frecvența.

Tabelul de impedanță vă va permite să trasați impedanța reactivă a inductoarelor și condensatoarelor. Este un complot log-log. Vezi Figura 5.

EFECTUL UNUI CAPACITOR DE IEȘIRE

O sursă de alimentare filtrată convențional are un condensator de ieșire destul de mare pentru stocarea energiei ca stabilizator de tensiune și pentru stabilizare dinamică. Acest condensator scoate ieșirea cu impedanța sa scăzută. Acest lucru este în regulă pentru modul de tensiune, dar nu este atât de bun când curentul trebuie stabilizat.

Apare o problemă cu sursele de alimentare cu mod dual, care încearcă să fie atât stabilizatoare de tensiune, cât și de curent. Ei sunt numiti, cunoscuti crossover automat modele. Problema este că nu pot fi stabilizatori de curent foarte buni cu un condensator mare de ieșire cu impedanță mică blocat pe ieșire. Ideea modului de stabilizare a curentului este că, în timp ce curentul rămâne fix pe măsură ce sarcina se schimbă, tensiunea trebuie să rămână liberă pentru a varia proporțional cu rezistența la sarcină. Un condensator inhibă orice schimbare de tensiune între bornele sale și, prin urmare, este incompatibil cu agilitatea tensiunii care trebuie să caracterizeze stabilizarea curentului.

ATE și BHK-MG ale Kepco permit utilizatorilor să deconecteze condensatorul de ieșire atunci când doresc să optimizeze performanțele în modul curent. Modelele BOP nu au condensatori de ieșire pentru început.

O sursă de alimentare fără condensator este dinamic mai puțin stabilă decât un design filtrat convențional. Este mult mai puțin tolerant la sarcinile reactive, oscilând dacă reactanța sarcinii nu este compensată. Astfel de unități și moduri de funcționare nu trebuie alese pentru utilizarea convențională, mai ales dacă sarcina este reactivă.

SUPRAÎNCĂRCARE

Liniile drepte din figurile 3a și 3b ar tinde spre tensiune infinită sau curent infinit dacă nu sunt delimitate într-un fel. Pentru stabilizatorul de tensiune, perspectiva unui curent infinit are, în mod tradițional, o serie de soluții: siguranțe, întreruptoare și, în modele mai moderne, limitatori de curent. Pentru stabilizatorul de curent, perspectiva corespunzătoare de tensiune infinită este mult mai puțin familiară și, prin urmare, mai puțin intimidantă. Nu este mai puțin o problemă reală.

Sursele de alimentare ATE, BHK-MG, MAT și MST de la Kepco sunt modele „crossover automat”. Comun pentru toate acestea este ideea că câștigul, precizia și performanța canalului de control curent sunt la fel de apropiate de performanțele canalului de control al tensiunii pe cât le putem obține. De asemenea, aceste surse de alimentare au capacitatea de a funcționa pe deplin 0-100 la sută din tensiunea și curentul nominal. Sursele de alimentare BOP sunt concepute în 4 cadrane. Acestea sunt complet delimitate de o limită de tensiune la stabilizarea curentului și o limită de curent la stabilizarea tensiunii. Un selector este utilizat pentru a determina dacă tensiunea sau curentul este parametrul stabilizat. Nu este automat. Prin urmare, BOP nu sunt considerate crossover automat.

O sursă de alimentare automată încrucișată folosește natura complementară a modurilor de tensiune și curent pentru a forma limite unul pentru celălalt. Vezi Figura 6. Aici, locusul de tensiune se combină cu locusul de curent pentru a produce un dreptunghi închis, complet delimitat, ale cărui linii de tensiune și curent pot fi poziționate după cum dorește utilizatorul. Locusul de stabilizare a curentului vertical oferă o limită maximă de curent pentru curentul de sarcină produs de stabilizatorul de tensiune, în timp ce locusul de stabilizare a tensiunii orizontale oferă o limită de tensiune maximă pentru tensiunea de încărcare produsă de stabilizatorul de curent.

FIGURA 6 - Locusul dreptunghiular al unui design crossover automat în care modul de tensiune servește pentru a proteja curentul de suprasarcină și invers

Opusul supraîncărcării este inactiv. Dacă înțelegem diferența dintre ceea ce constituie supraîncărcarea unui stabilizator de tensiune și stabilizatorul de curent, atunci putem aprecia ce înseamnă pentru ei să fie inactiv. Pentru modul de tensiune, este intuitiv. Curentul zero este inactiv. Acest lucru poate fi realizat prin deschiderea circuitului la sarcina sa cu un comutator sau releu. În MAT și MST de la Kepco, releele „activare ieșire” deschid conexiunea la sarcină atunci când unitățile de ralanti sunt în modul de tensiune. Pentru modul curent, este mai puțin intuitiv. Un stabilizator de curent este inactiv când nu produce tensiune. Acest lucru poate fi realizat prin scurtcircuitarea ieșirii cu un comutator sau releu. Ieșirea MAT și MST permit releele să funcționeze doar la ralanti în modul curent.

Notă: Pentru ca o sursă de alimentare să fie un adevărat design automat Crossover, TREBUIE să fie capabil să funcționeze la nesfârșit într-un scurtcircuit mort, modul „curent” al modului curent. În timp ce modul este în repaus, sursa de alimentare, în virtutea topologiei sale de serie, funcționează foarte mult. Toate sursele de alimentare Kepco au suficientă serie de „cai putere” pentru a face acest lucru fără efort. Multe unități competitive nu. Consultați secțiunea despre DISIPARE DE CALDURĂ pentru o explicație a acestui lucru. ABC este, desigur, un design de comutare.

SURSA-CHIAR

Valoarea capacității de scufundare a energiei în sursele de alimentare constă în două aplicații: Când un BOP conduce sarcini reactive, în special în domeniul frecvenței, va exista o parte a fiecărui ciclu când tensiunea și curentul sunt defazate și una poate fi pozitiv acolo unde celălalt este negativ. În această situație, sarcina alimentează sursa de alimentare pentru o porțiune din fiecare ciclu, iar sursa de alimentare este o chiuvetă.

O altă situație este atunci când o sursă de alimentare este utilizată pentru a exercita bateriile, probabil simulând ciclul lumină-întuneric al celulelor solare care orbitează. În timpul întunericului sau al porțiunii de descărcare a ciclului, capacitatea chiuvetei atrage energie din baterii. Într-un anumit sens, o astfel de aplicație este ca o sarcină electronică.

UN CUADRANT, DOUĂ CUADRANȚI SAU PATRU

Sursele de alimentare care produc o polaritate de tensiune unică și polaritate de curent unic sunt, în mod natural, unități cu un singur cadran. Dreptunghiul tensiune-curent al unei surse de alimentare automate încrucișate se află într-un singur cadran. Cu toate acestea, există de fapt patru cadrane. Tensiunea poate fi plus sau minus, iar curentul poate fi plus sau minus. Modelele MAT și MST ale lui Kepco, cu releele lor de inversare a polarității, pot fi considerate două instrumente cu cadran. Vezi Figura 7.

FIGURA 7 - Rezultă două operații de cadran atunci când sunt utilizate releele pentru a asigura inversarea polarității

Când curentul (în sens convențional) curge OUT din borna + tensiune. este într-o baterie. spunem că este o SURSĂ. Când curentul curge IN terminalul +. ca într-un rezistor. spunem că este o CHIUVĂ. Sursele de alimentare sunt de obicei considerate SURSE. Încărcăturile, electronice sau rezistive, sunt considerate CHIUDE. Este posibil să combinați sarcina și sursa de alimentare în moduri care o fac să se comporte atât ca sursă, cât și ca scufundare. Vezi Figura 8.

FIGURA 8 - Funcționarea sursei și a chiuvetei se realizează prin preîncărcarea sursei de curent în serie cu rezistorul de preîncărcare, RPL. Acest lucru face ca curentul de preîncărcare, IPL să fie independent de tensiune, EO. Dacă EO este o tensiune fixă, un rezistor simplu poate fi utilizat pentru a crea preîncărcarea. Suma + IL și –IL este valoarea curentă a sursei de tensiune EO

Seria BOP Kepco, surse de alimentare bipolare, funcționează în patru cadrane. Ele pot produce tensiune și curent atât pozitive cât și negative și pot funcționa atât ca sursă, cât și ca sursă. BOP sunt adevărate amplificatoare d-c cu bandă ide care pot reproduce o formă de ave complexă care trece lin și liniar prin zero. Cu toate acestea, acestea sunt surse de alimentare d-c solide capabile să producă o ieșire fixă ​​pentru un timp nelimitat, care depășește cu mult amplificatoarele convenționale. Prin urmare, sintagma „Sursă de alimentare operațională bipolară” (BOP).

FIGURA 9 - Funcționare cu patru cadrane de la o sursă de alimentare Kepco BOP

BOP sunt ultima sursă de alimentare analogică care răspunde atât la semnale de amplitudine, cât și de polaritate cu viteză mare. Când sunt conectate la controlere digitale, fie cardul lor BIT încorporat, fie un card SN extern, ieșirea lor este, desigur, digitalizată. Nu mai rotesc lin prin zero la orice poziție de tensiune sau curent din cele patru cadrane. Controlate digital de un autobuz, se bâlbâie în trepte rigide, cu o rezoluție controlată de sistemul digital.

În timp ce inversarea polarității oferită de releele din sursele de alimentare MAT și MST este mecanică, mai degrabă decât electronică, ca în BOP, atunci când limitele de viteză și constrângerile de rezoluție ale controlului digital sunt luate în considerare, efectul net este similar. Cu excepția cazului în care este necesară capacitatea SINK a BOP, inversarea releului de polaritate este o modalitate de a obține ieșire bipolară (numai cu două cadrane).

DISIPARE DE CĂLDURĂ

Cheia pentru a putea funcționa în diferite cadrane, la viteză mare, fără declasare, fără limite de durată sau sarcină, este un aranjament eficient de disipare a căldurii. Conceptul topologiei liniare în serie este că tranzistoarele de putere (sau MOSFET-urile din modelele de înaltă tensiune) sunt capabile să convertească puterea nedorită în HEAT. Procedând astfel, pot măsura foarte precis fluxul de energie către încărcătura dvs. Deoarece puterea poate fi comutată rapid între disipator și sarcină, astfel de surse de alimentare LINEAR reacționează foarte repede la cerințele de sarcină în schimbare.

Modelele BOP High Power sunt surse de alimentare cu sursă cu patru cadrane care utilizează tehnologia de comutare pentru o eficiență îmbunătățită. Lățimea lor de bandă este deci neapărat mai mică decât pentru proiectarea liniară. Pentru a evita disiparea energiei scufundate, modelele BOP High Power utilizează recuperarea energiei, trecând chiuveta de încărcare înapoi la rețeaua de alimentare a-c.

SISTEM DE EROARE LA DISTANȚĂ

Dacă se realizează o conexiune Kelvin cu 4 fire între sursa de alimentare și sarcină (Figura 10), este posibil să aranjați firele astfel încât o pereche să poarte curentul de sarcină, iar a doua pereche să facă să simtă tensiunea de ieșire fără căderea de tensiune. eroare indusă de fluxul de curent prin rezistența firelor de conectare. Prin acest mijloc, sursele de alimentare pot fi proiectate pentru a compensa rezistența cablurilor de încărcare. Toate sursele de alimentare liniare Kepco au fost proiectate cu un volt suplimentar disponibil (o sursă de 0-6V este cu adevărat capabilă de 0-7V); acest volt suplimentar vă permite să scăpați până la 0,5 V pe fiecare fir de încărcare și să obțineți în continuare o ieșire nominală completă la sarcină. Modelele cu curent ridicat, cu comutare (BOP High Power) au un 0,5V suplimentar, care permite o scădere de până la 0,25V pe fir.

FIGURA 10 - Circuit care ilustrează utilizarea detectării erorilor la distanță pentru stabilizarea tensiunii

Trebuie avut grijă când se utilizează teledetecția. Este ușor să introduceți zgomot prin preluare. Sârmele trebuie protejate într-un mediu zgomotos și poate fi necesar să fie răsucite împreună sau cu firul de încărcare respectiv pentru a minimiza inductanța prezentă pe termen lung. Cel mai important, trebuie să aveți grijă la conectarea, deconectarea sau comutarea circuitelor de încărcare cu 4 fire. Firele de încărcare trebuie să se împerecheze întotdeauna înainte de firele de detectare, iar firele de detectare trebuie să se rupă înainte de firele de încărcare. Dacă faceți acest lucru, riscați să treceți prin curent greu în jos pe cablurile de măsurare ușoare.

DIODE DE PROTECȚIE A SENSIBILIZĂRII

Sursele de alimentare stabilizate Kepco au o diodă specială conectată la fiecare legătură de detectare a erorilor (la terminalul de ieșire respectiv) a cărei funcție este de a efectua dacă conexiunile sunt omise din greșeală. Aceste diode previn un răspuns necontrolat atunci când legăturile sunt deschise și lipsește o conexiune la distanță. Vezi Figura 11.

Diodele prezintă un posibil pericol pentru utilizatorii care doresc să pornească și să oprească sarcinile. Dacă se folosește detectarea la distanță a erorilor și dacă sursa de alimentare este încărcată puternic, un comutator care deschide doar firele de încărcare aruncă sarcina asupra cablurilor de detectare. Nu numai că acest lucru va deteriora probabil diodele de detectare a erorii, dar poate produce o supraîncălzire periculoasă în firele de detectare a indicatorului luminos utilizate între sursa de alimentare și sarcina sa.

Când comutați sarcina pe o sursă de alimentare care utilizează o conexiune cu 4 fire la sarcina sa, comutatorul trebuie să întrerupă atât circuitul de sarcină, cât și circuitul de detectare. De preferință, circuitul senzorial ar trebui să fie întrerupt mai întâi și restabilit mai târziu.