Programlanabilir Güç Kaynağına Giriş ve Eğitim!: 7 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Programlanabilir güç kaynakları hakkında hiç merak ettiyseniz, programlanabilir bir güç kaynağının eksiksiz bir bilgisini ve pratik örneğini almak için bu talimatı gözden geçirmelisiniz.

Ayrıca elektronikle ilgilenen herkes, bazı yeni ilginç şeyleri keşfetmek için lütfen bu talimatı gözden geçirin….

Bizi izlemeye devam edin!!

Adım 1: Programlanabilir Güç Kaynağı Nedir ve Onu Farklı Kılan Nedir?

Bu yüzden programlanabilir bir güç kaynağı olan çok gerekli bir araca (herhangi bir hobi / elektronik meraklısı / profesyonel için) yeni bir talimat dosyasını hızlı bir şekilde yüklemeyi düşündüm.

Öyleyse, burada ilk soru, programlanabilir bir tedarikin ne olduğu ortaya çıkıyor?

Programlanabilir bir güç kaynağı, dijital arayüz/analog/RS232 aracılığıyla ünitenin çıkış voltajının ve akımının tam kontrolünü sağlayan bir tür doğrusal güç kaynağıdır.

Peki onu geleneksel bir LM317/LM350/diğer herhangi bir IC tabanlı lineer güç kaynağından farklı kılan nedir? Temel farklılıklara bir göz atalım.

1) Ana büyük fark kontroldür:

Genel olarak geleneksel LM317/LM350/herhangi bir diğer IC tabanlı kaynağımız, Akım üzerinde kontrolümüzün olmadığı bir CV(sabit voltaj) modunda çalışır. Yük, kontrol edemediğimiz yerde akımı ihtiyacına göre çeker. programlanabilir besleme, hem Gerilim hem de akım alanlarını ayrı ayrı kontrol edebiliriz.

2) Kontrol arayüzü:

LM317/LM350 bazlı kaynağımızda bir potu çeviriyoruz ve çıkış voltajı buna göre değişiyor.

Buna karşılık, programlanabilir bir güç kaynağında, parametreleri sayısal tuş takımını kullanarak ayarlayabilir veya bir döner kodlayıcı kullanarak değiştirebilir veya hatta parametreleri bir PC üzerinden uzaktan kontrol edebiliriz.

3) Çıkış koruması:

Geleneksel kaynağımızın çıkışını kısaltırsak, voltajı düşürür ve tam akımı sağlar. Böylece kısa bir süre içinde kontrol çipi (LM317/LM350/herhangi bir başka) aşırı ısınma nedeniyle hasar görür.

Ancak buna kıyasla, programlanabilir bir beslemede, bir kısa devre oluştuğunda (istersek) çıkışı tamamen kapatabiliriz.

4) Kullanıcı arayüzü:

Genellikle geleneksel bir beslemede, çıkış voltajını her seferinde kontrol etmek için bir multimetre takmamız gerekir. Ayrıca çıkış akımını kontrol etmek için bir akım sensörü/hassas pens metre gereklidir.

(Not: Lütfen renkli bir ekranda dahili Voltaj ve Akım okumasından oluşan burada talimat verilen 3A değişken tezgah güç kaynağımı kontrol edin)

Bunun dışında programlanabilir bir beslemede, akım gerilim/akım amfi/ayar gerilimi/ayar amfi/çalışma modu gibi gerekli tüm bilgileri ve daha birçok parametreyi gösteren dahili bir ekrana sahiptir.

5) Çıkış sayısı:

Tüm Vcc, 0v & GND'ye ihtiyaç duyacağınız bir OP-AMP tabanlı devre/ses devresi çalıştırmak istediğinizi varsayalım. Lineer kaynağımız sadece Vcc & GND(tek kanal çıkışı) verecektir, dolayısıyla bu tip devreleri çalıştıramazsınız. doğrusal bir besleme kullanarak (ikisinin seri olarak bağlanmasına ihtiyacınız olacak).

Buna karşılık, tipik bir programlanabilir kaynağın elektronik olarak yalıtılmış (her programlanabilir kaynak için doğru değildir) minimum iki çıkışı (bazılarının üçü vardır) vardır ve gerekli Vcc, 0, GND'nizi elde etmek için bunları kolayca seri halinde birleştirebilirsiniz.

Ayrıca birçok fark var, ancak bunlar benim tanımladığım temel farklar. Umarım programlanabilir bir güç kaynağının ne olduğu hakkında bir fikir edinirsiniz.

Ayrıca, bir SMPS ile karşılaştırıldığında, programlanabilir güç kaynağının çıkışında (doğrusal olduğu için) çok az gürültü (istenmeyen AC bileşenleri/elektriksel yükselmeler/EMF vb.) vardır.

Şimdi bir sonraki adıma geçelim!

Not: Rigol DP832 programlanabilir güç kaynağımla ilgili videomu buradan izleyebilirsiniz.

Adım 2: Herhangi Bir Güç Kaynağının CV ve CC Modu Nedir?

CV & CC konusuna gelince çoğumuz için çok kafa karıştırıcıdır. Tam formu biliyoruz ancak çoğu durumda nasıl çalıştıkları hakkında uygun Fikrimiz yok. Haydi her iki mod ve modlara bir göz atalım. çalışma perspektiflerinden nasıl farklı olduklarına dair bir karşılaştırma yapın.

CV(sabit voltaj) modu:

CV modunda (herhangi bir güç kaynağı/Pil şarj cihazı/neredeyse herhangi bir şey olması durumunda), ekipman genellikle çıkışta ondan çekilen akımdan bağımsız olarak Sabit bir çıkış voltajı sağlar.

Şimdi bir örnek verelim.

Diyelim ki, 32v ile çalışan ve 1.75A tüketen 50w beyaz bir LED'im var. Şimdi, LED'i güç kaynağına sabit voltaj modunda bağlarsak ve beslemeyi 32v'ye ayarlarsak, güç kaynağı çıkış voltajını düzenler ve korur yine de 32v'de. LED tarafından tüketilen akımı izlemeyecektir.

Fakat

Bu tip LED'ler ısındıklarında daha fazla akım çekerler(yani veri sayfasında belirtilen akımdan daha fazla akım çeker yani 1.75A ve 3.5A'ya kadar çıkabilir. Bu LED için güç kaynağını CV moduna alırsak, çekilen akıma bakmaz ve sadece çıkış voltajını düzenler ve böylece uzun vadede aşırı akım tüketimi nedeniyle LED zarar görür.

İşte CC modu devreye giriyor!!

CC(sabit akım/akım kontrolü) modu:

CC modunda, herhangi bir yük tarafından çekilen MAX akımı ayarlayabilir ve düzenleyebiliriz.

Diyelim ki voltajı 32v ve maksimum akımı 1,75A olarak ayarladık ve aynı LED'i beslemeye bağladık. Şimdi ne olacak?Sonunda LED ısınacak ve kaynaktan daha fazla akım çekmeye çalışacağız. Şimdi bu sefer VOLTAJI DÜŞÜRerek (basit Ohm kanunu) güç kaynağımız çıkışta aynı amfi yani 1.75'i koruyacak ve böylece LED'imiz uzun vadede korunacaktır.

Aynısı, herhangi bir SLA/Li-ion/LI-po pili şarj ettiğinizde pil şarjı için de geçerlidir. Şarjın ilk bölümünde, CC modunu kullanarak akımı ayarlamamız gerekir.

1C olarak derecelendirilen 4.2v/1000mah pili şarj etmek istediğimiz başka bir örneği ele alalım(yani pili maksimum 1A akımla şarj edebiliriz). Ancak güvenlik için akımı maksimum 0,5'e ayarlayacağız. yani 500mA.

Şimdi güç kaynağını 4.2v'ye ayarlayacağız ve maksimum akımı 500mA'ya ayarlayacağız ve pili buna bağlayacağız. Şimdi pil ilk şarj için kaynaktan daha fazla akım almaya çalışacak ancak güç kaynağımız akımı düzenleyecek voltajı biraz düşürün. Akü voltajı sonunda yükseleceğinden, Besleme ile akü arasındaki potansiyel fark daha az olacak ve akünün çektiği akım azalacaktır. Şu anda şarj akımı (akü tarafından çekilen akım) 500mA'nın altına düşerse, besleme CV moduna geçer ve pili kalan süre boyunca şarj etmek için çıkışta sabit bir 4.2v tutar!

İlginç, değil mi?

3. Adım: Dışarıda O Kadar Çok Var !!!

Birçok programlanabilir güç kaynağı farklı tedarikçilerden temin edilebilir. Bu nedenle, hala okuyorsanız ve bir tane almaya kararlıysanız, önce bazı parametrelere karar vermelisiniz!

Her güç kaynağı, doğruluk, çıkış kanalı sayısı, toplam güç çıkışı, Maks voltaj-akım/çıkış vb. açısından birbirinden farklıdır.

Şimdi, bir tanesine sahip olmak istiyorsanız, önce günlük kullanımınız için genel olarak çalıştığınız maksimum çıkış voltajı ve akımının ne olduğuna karar verin! Ardından, aynı anda farklı devrelerle çalışmak için ihtiyacınız olan çıkış kanalı sayısını seçin.. Ardından toplam güç çıkışı gelir, yani ne kadar maksimum güce ihtiyacınız var (P = VxI formülü). Ardından, sayısal tuş takımı/döner kodlayıcı stiline ihtiyacınız var veya analog tip arabirime ihtiyacınız var gibi bir arayüze gidin.

Şimdi karar verdiyseniz, nihayet ana önemli faktör yani fiyatlandırma geliyor. Bütçenize göre birini seçin (ve yukarıda belirtilen teknik parametrelerin içinde mevcut olup olmadığını açıkça kontrol edin).

Ve son olarak, en az değil, tabii ki tedarikçiye bakın. Tanınmış bir tedarikçiden satın almanızı tavsiye ederim ve geri bildirimi (diğer müşteriler tarafından verilen) kontrol etmeyi unutmayın.

Şimdi bir örnek verelim:

Genelde 5v/max 2A'ya ihtiyaç duyan dijital mantık devreleri/Mikrodenetleyici ile ilgili devrelerle çalışıyorum (eğer bazı motorlar ve bunun gibi şeyler kullanırsam).

Ayrıca bazen, 30v/3A kadar yüksek ses ve ayrıca çift besleme gerektiren Ses devreleri üzerinde çalışıyorum. Bu yüzden maksimum 30v/3A verebilen ve elektronik olarak izole edilmiş çift kanala sahip bir kaynak seçeceğim.(yani her kanal güç sağlayabilir) 30v/3A ve herhangi bir ortak GND rayı veya VCC rayı olmayacak. Genelde süslü sayısal tuş takımı gibi şeylere ihtiyacım yok!(Ama elbette çok yardımcı oluyorlar). Şimdi maksimum bütçem 500$. Yani ben yukarıda bahsettiğim kriterlere göre bir güç kaynağı seçecek…

Adım 4: Güç Kaynağım…. Rigol DP832

Yani ihtiyaçlarıma göre, Rigol DP832 benim kullanımım için mükemmel bir ekipman (Yine, KESİNLİKLE BENİM FİKİRİMDE).

Şimdi hızlıca bir göz atalım. Üç farklı kanalı var. Ch1 &Ch2/3 elektronik olarak izole edilmiştir. Ch1 &Ch2 her ikisi de maksimum 30v/3A verebilir. 60v'a kadar seri bağlayabilirsiniz(max akım 3A olacaktır. Ayrıca paralel bağlayarak max 6A alabilirsiniz(max voltaj 30v olacaktır). Ch2 & Ch3 ortak bir zemine sahiptir. Ch3 dijital devrelere uygun max 5v/3A verebilir. Üç kanalın toplam çıkış gücü 195w. Hindistan'da bana yaklaşık 639$'a mal oldu(Burada Hindistan'da, ithalat ücretleri nedeniyle 473$ olarak belirtilen Rigol'ün sitesine göre biraz pahalı. ve vergiler..)

İlgili kanalı seçmek için 1/2/3 düğmesine basarak farklı kanalları seçebilirsiniz. Her bir kanal, ilgili anahtarları kullanarak Açık/Kapalı olabilir. Ayrıca, Tümü adlı başka bir özel anahtar aracılığıyla hepsini bir kerede Açabilir/Kapatabilirsiniz. on/off. Kontrol arayüzü tamamen dijitaldir. Verilen herhangi bir voltaj/akımın doğrudan girişi için sayısal bir tuş takımı sağlar. Ayrıca herhangi bir parametreyi kademeli olarak artırıp/azaltabileceğiniz bir döner kodlayıcı vardır.

Volt/Milivolt/Amp/Miliamp - istenen varlığı girmek için dört özel tuş vardır. Ayrıca bu tuşlar imleci Üst/Alt/Sağ/Sol hareket ettirmek için kullanılabilir.

Ekranın altında, anahtarların üzerinde ekranda gösterilen yazıya göre hareket eden beş adet tuş bulunmaktadır. Örneğin, OVP(aşırı voltaj korumasını) açmak istiyorsam soldan üçüncü anahtara basmalıyım. OVP'yi açmak için

Güç kaynağında her kanal için bir OVP(aşırı voltaj koruması) ve OCP(aşırı akım koruması) bulunur.

Diyelim ki, voltajı 3,3v'den 5v'ye kademeli olarak artıracağım bir devre (maksimum 5v tolere edebilen) çalıştırmak istiyorum. Şimdi Düğmeyi çevirerek ve ekrana bakmadan yanlışlıkla 5v'den fazla voltaj koyarsam, devre kızaracak. Şimdi bu durumda OVP devreye giriyor. OVP'yi 5v'ye ayarlayacağım. Şimdi voltajı 3,3v'den kademeli olarak artıracağım ve 5v sınırına ulaşıldığında, kanal korumak için kapatılacak yük.

Aynısı OCP için de geçerli. Belirli bir OCP değeri belirlersem (1A diyelim) yükün çektiği akım o limite ulaştığında çıkış kesilecektir.

Bu, değerli tasarımınızı korumak için çok kullanışlı bir özelliktir.

Ayrıca şimdi anlatamayacağım daha birçok özellik var. Örneğin, kare/testere dişi vb. belirli bir dalga formu oluşturabileceğiniz bir zamanlayıcı var. Ayrıca belirli bir süre sonra herhangi bir çıkışı açıp kapatabilirsiniz.

Herhangi bir voltajın/akımın iki ondalık basamağa kadar okunmasını destekleyen daha düşük çözünürlüklü modelim var. Örneğin: 5v'a ayarlarsanız ve çıkışı açarsanız, ekran size 5.00 gösterecektir ve aynı Akım için de geçerlidir.

Adım 5: Yeterince Konuşmak, Hadi Bazı Şeyleri Güçlendirelim (ayrıca, CV/CC Modu Yeniden Ziyaret Edildi!)

Şimdi bir yük bağlama ve onu çalıştırma zamanı.

Ev yapımı kukla yükümü güç kaynağının 2. kanalına bağladığım ilk resme bakın.

Kukla yük nedir:

Sahte yük, temelde herhangi bir güç kaynağından akım çeken bir elektrik yüküdür. Ancak gerçek bir yükte (Ampul/motor gibi), akım tüketimi ilgili Ampul/Motor için sabittir. Ancak bir Boş yük olması durumunda, şunları yapabiliriz: yükün çektiği akımı bir pota ayarlayın, yani güç tüketimini ihtiyacımıza göre artırabilir/azaltabiliriz.

Şimdi yükün (sağdaki tahta kutu) beslemeden 0,50A çektiğini açıkça görebilirsiniz. Şimdi güç kaynağının ekranına bir göz atalım. Kanal 2'nin açık olduğunu ve diğer kanalların kapalı olduğunu görebilirsiniz(Yeşil kare kanal2 civarındadır ve voltaj, akım, yük tarafından harcanan güç gibi tüm çıkış parametreleri gösterilir). Voltajı 5v, akımı 0,53A olarak gösteriyor (bu doğru ve benim boş yüküm biraz daha az okuyor, yani 0,50A) ve yük tarafından harcanan toplam güç, yani 2.650W.

Şimdi ikinci resimdeki ((ekranın yakınlaştırılmış resmi) güç kaynağının ekranına bir göz atalım. Voltajı 5v olarak ayarladım ve maksimum akım 1A olarak ayarlandı. Besleme çıkışta sabit bir 5v veriyor. Bu noktada, yük, ayarlanan akım 1A'dan daha az olan 0,53A çekiyor, bu nedenle güç kaynağı akımı sınırlamaz ve mod CV modudur.

Şimdi, yükün çektiği akım 1A'ya ulaşırsa, besleme CC moduna geçecek ve çıkışta Sabit 1A akımını korumak için voltajı düşürecektir.

Şimdi, üçüncü resme bakın. Burada sahte yükün 0.99A çektiğini görebilirsiniz. Bu durumda, güç kaynağı voltajı düşürmeli ve çıkışta sabit 1A akım yapmalıdır.

Modun CC olarak değiştirildiğini görebileceğiniz 4. resme (ekranın yakınlaştırılmış resmi) bir göz atalım. Güç kaynağı, yük akımını 1A'da tutmak için voltajı 0.28v'ye düşürdü. Yine, ohm yasası kazanır !!!!

Adım 6: Biraz Eğlenelim…. Doğruluğu Test Etme Zamanı!

Şimdi, burada herhangi bir güç kaynağının en önemli kısmı, yani Doğruluk geliyor. Bu bölümde, bu tür programlanabilir güç kaynaklarının gerçekte ne kadar hassas olduğunu kontrol edeceğiz!

Voltaj doğruluk testi:

İlk resimde, güç kaynağını 5v olarak ayarladım ve yakın zamanda kalibre edilmiş Fluke 87v Multimetremin 5.002v okuduğunu görebilirsiniz.

Şimdi ikinci resimdeki veri sayfasına bir göz atalım.

Ch1/Ch2 için voltaj doğruluğu aşağıda açıklanan aralık içinde olacaktır:

Set gerilimi +/- (Ayar geriliminin %0,02'si + 2mv). Bizim durumumuzda, Multimetreyi Ch1'e bağladım ve set gerilimi 5v.

Böylece çıkış voltajının üst sınırı şöyle olacaktır:

5v + (5v +.002v'nin %0.02'si) yani 5.003v.

& çıkış voltajının alt sınırı şöyle olacaktır:

5v - (5v + 0,002v'nin %0,02'si) yani 4.997.

Yakın zamanda kalibre ettiğim Fluke 87v Endüstriyel standart Multimetrem yukarıda hesapladığımız gibi belirtilen aralıkta olan 5.002v gösteriyor. Çok iyi bir sonuç söylemeliyim!!

Mevcut doğruluk testi:

Mevcut doğruluk için tekrar veri sayfasına bir göz atın. Açıklandığı gibi, üç kanalın tümü için geçerli doğruluk şöyle olacaktır:

Akımı +/- ayarlayın (ayar akımının %0,05'i + 2mA).

Şimdi maksimum akımı 20mA'ya ayarladığım Üçüncü resme bir göz atalım (Güç kaynağı CC moduna girecek ve Multimetreyi takacağım zaman 20mA'yı korumaya çalışacak) & Multimetrem 20.48mA okuyor.

Şimdi önce aralığı hesaplayalım.

Çıkış akımının üst sınırı şöyle olacaktır:

20mA + (20mA + 2mA'nın %0,05'i) yani 22,01mA.

Çıkış akımının alt sınırı şöyle olacaktır:

20mA - (20mA + 2mA'nın %0,05'i) yani 17,99mA.

Güvenilir Fluke'um 20.48mA okuyor ve yine değer yukarıda hesaplanan aralıkta. Mevcut doğruluk testimiz için yine iyi bir sonuç aldık. Güç kaynağı bizi başarısızlığa uğratmadı….

7. Adım: Son Karar….

Şimdi geldik son kısma…

Umarım size programlanabilir güç kaynaklarının ne olduğu ve nasıl çalıştıkları hakkında biraz fikir verebilirim.

Elektronik konusunda ciddiyseniz ve ciddi tasarımlar yapıyorsanız, cephaneliğinizde her türlü programlanabilir güç kaynağının bulunması gerektiğini düşünüyorum çünkü yanlışlıkla bazı aşırı voltaj/aşırı akım/kısa devre nedeniyle değerli tasarımlarımızı kızartmayı gerçekten sevmiyoruz.

Sadece bu değil, aynı zamanda bu tür bir tedarik ile, herhangi bir Li-po/Li-ion/SLA pili alev alma korkusu/herhangi bir özel şarj cihazı olmadan tam olarak şarj edebiliriz (Çünkü Li-po/Li-ion piller uygun şarj parametreleri karşılanmazsa alev almaya eğilimlidir!).

Şimdi veda etme zamanı!

Bu Talimatın herhangi bir şüphemizi giderdiğini düşünüyorsanız ve bundan bir şey öğrendiyseniz, lütfen bir yaşasın ve abone olmayı unutmayın!Ayrıca lütfen yeni açtığım youtube kanalıma bir göz atın ve değerli görüşlerinizi bildirin!

Mutlu öğrenme….

günaydın!!