Ako funguje lineárny programovateľný napájací zdroj? Aký je princíp dizajnu?
Programovateľné napájacie zdroje sú široko používané pri testovaní a meraní rôznych elektronických produktov a expandujú aj do iných priemyselných odvetví. Programovateľný napájací zdroj sa používa v tradičnom galvanickom priemysle, čo môže výrazne zlepšiť kvalitu a automatizáciu galvanických produktov. Znížte výdavky. Navyše vďaka vysokej účinnosti programovateľných napájacích zdrojov možno výrazne znížiť spotrebu energie v mnohých tradičných odvetviach.
Ďalej si popíšeme, ako funguje lineárny programovateľný zdroj.
Základný konštrukčný model napájacieho zdroja zahŕňa usmerňovacie a záťažové zariadenia a ovládacie prvky zapojené do série.
Zjednodušená schéma zapojenia sériového usmerneného napájacieho zdroja. Pozostáva z predregulátora (ako ističa) pre fázovú reguláciu a sériového prvku s premenlivou impedanciou. Fázovo riadený predregulátor minimalizuje stratu energie udržiavaním stabilne nízkeho výpadku medzi sériovými prvkami. Spätnoväzbový riadiaci obvod nepretržite monitoruje výstup napájacieho zdroja a upravuje sériovú impedanciu, aby stabilizoval nepretržité výstupné napätie.
Sériové zariadenie s premenlivým odporom v napájacom zdroji v skutočnosti pozostáva z jedného alebo viacerých výkonových tranzistorov pracujúcich v lineárnom režime, takže napájací zdroj využívajúci tento typ usmerňovača sa často nazýva lineárny napájací zdroj. Lineárne napájacie zdroje majú mnoho výhod. Vďaka svojej vysokej stabilite a nízkej hlučnosti je to najjednoduchšie a najefektívnejšie riešenie napájania na výskumnej a vývojovej stolici.
Zdroj je dvojrozsahový zdroj, ktorý môže mať vyššie napätie, keď je prúd nižší, a vyšší prúd, keď je napätie nižšie. Pri bežnom jednorozsahovom napájacom zdroji je výstupný výkon maximálny len vtedy, keď sú napäťové aj prúdové výstupy na maxime. Lineárny napájací zdroj s dvoma sekciami môže poskytnúť maximálny výstupný výkon, kde dve sekcie majú maximálny napäťový a prúdový výstup. Pri použití dvojrozsahového napájacieho zdroja je v strede sekundárneho kábla od hlavného transformátora, blízko koncovky, odbočka. Prepínač pred predregulátorom je možné prepínať priamo medzi týmito dvoma výstupmi a zadný výstup je už určený. Režim vysokého napätia, nízkeho prúdu alebo režimu nízkeho prúdu-vysokého napätia. Táto technika je veľmi účinná pri znižovaní spotreby energie sériových zariadení.
Z hľadiska výkonu majú lineárne napájacie zdroje vynikajúce charakteristiky zdroja a záťaže a dokážu rýchlo reagovať na zmeny siete a záťaže. Preto sú regulácia linky, regulácia záťaže a čas obnovy prechodu lepšie ako väčšina spínaných zdrojov. Lineárne napájacie zdroje majú mnoho ďalších výhod, ako napríklad: extrémne nízke zvlnenie a hlučnosť, toleranciu voči zmenám teploty okolia a vysokú spoľahlivosť.
V programovateľnom lineárnom napájacom zdroji digitálny riadiaci obvod riadi výstupnú riadiacu úroveň DAC na priame riadenie naprogramovanej hodnoty napätia napájacieho zdroja. Výstup napájacieho zdroja súčasne odošle napätie do riadiaceho obvodu, aby naznačil, že má požadované výstupné napätie. Potom, čo riadiaci obvod prijme informáciu o napätí z výstupnej svorky, odošle informáciu na displej. Podobným spôsobom riadiaci obvod prostredníctvom rozhrania PC, ako je GPIB, RS{0}}, USB alebo LAN, informuje aj ostatné zariadenia o stave vstupu a výstupu napájacieho zdroja. Tieto rozhrania PC sú priamo uzemnené a medzi riadiacimi obvodmi a napájacím zdrojom sa používa optoizolácia.
Lineárne jednosmerné napájacie zdroje sú veľmi zložité na dizajn a fungujú veľmi dobre. Hlavným problémom je však relatívne nízka účinnosť. Pri plnom výstupnom výkone účinnosť zvyčajne nedosahuje 60 percent. Ak je výstupné napätie nastavené nižšie, účinnosť sa ďalej zníži. S rastúcim výkonom sa úmerne zvyšuje aj objem a hmotnosť. Preto sa spínané zdroje častejšie používajú vo vysokovýkonných zdrojoch.
