Hoe werkt een lineair programmeerbare voeding? Wat is het ontwerpprincipe?
Programmeerbare voedingen worden veel gebruikt bij het testen en meten van een verscheidenheid aan elektronische producten en breiden zich ook uit naar andere industrieën. Programmeerbare voeding wordt gebruikt in de traditionele galvaniseerindustrie, wat de kwaliteit en automatisering van galvaniseerproducten aanzienlijk kan verbeteren. Kosten verlagen. Bovendien kan door de hoge efficiëntie van programmeerbare voedingen het energieverbruik in veel traditionele industrieën sterk worden verminderd.
Vervolgens beschrijven we hoe een lineair programmeerbare voeding werkt.
Het basisontwerpmodel van een voeding omvat gelijkrichter- en belastingsapparaten en in serie geschakelde besturingscomponenten.
Vereenvoudigd schakelschema van een in serie gelijkgerichte voeding. Het bestaat uit een voorregelaar (als stroomonderbreker) voor faseregeling en een serie-element met variabele impedantie. Een fasegestuurde pre-regulator minimaliseert vermogensdissipatie door een stabiele lage uitval te handhaven over serie-elementen. Een feedbackregelcircuit bewaakt continu de uitvoer van de voeding en past de serie-impedantie aan om de continue uitgangsspanning te stabiliseren.
Het apparaat met serievariabele weerstand in een voeding bestaat eigenlijk uit een of meer vermogenstransistors die in een lineaire modus werken, dus een voeding die dit type gelijkrichter gebruikt, wordt vaak een lineaire voeding genoemd. Lineaire voedingen hebben veel voordelen. Met zijn hoge stabiliteit en lage ruis is het de gemakkelijkste en meest effectieve stroomoplossing op de R&D-bank.
De voeding is een dual-range voeding die een hogere spanning kan hebben als de stroom lager is en een hogere stroom als de spanning lager is. Bij een conventionele voeding met één bereik is het uitgangsvermogen alleen maximaal wanneer zowel de spannings- als de stroomuitgangen maximaal zijn. Een lineaire voeding met twee secties kan maximaal uitgangsvermogen leveren wanneer de twee secties een maximale spanning en stroomoutput hebben. Bij gebruik van een voeding met dubbel bereik bevindt zich een aftakking in het midden van de secundaire kabel van de hoofdtransformator, vlakbij de aansluitstekker. Een schakelaar voor de pre-regelaar kan direct tussen deze twee uitgangen worden geschakeld en de achteruitgang is al bepaald. Hoogspanning, lage stroommodus of lage stroom-hoogspanningsmodus. Deze techniek is zeer effectief in het verminderen van het stroomverbruik van seriële apparaten.
In termen van prestaties hebben lineaire voedingen uitstekende bron- en belastingskarakteristieken en kunnen ze snel reageren op net- en belastingsveranderingen. Daarom zijn lijnregeling, belastingregeling en overgangshersteltijd beter dan de meeste schakelende voedingen. Lineaire voedingen hebben vele andere voordelen, zoals: extreem lage rimpel en ruis, tolerantie voor veranderingen in de omgevingstemperatuur en hoge betrouwbaarheid.
In een programmeerbare lineaire voeding regelt een digitaal besturingscircuit het uitgangsbesturingsniveau van de DAC om direct de geprogrammeerde spanningswaarde van de voeding te regelen. De uitgang van de voeding zal tegelijkertijd een spanning naar het regelcircuit sturen om aan te geven dat deze de gewenste uitgangsspanning heeft. Nadat het regelcircuit de spanningsinformatie van de uitgangsterminal heeft ontvangen, stuurt het de informatie naar het display. Op een vergelijkbare manier informeert het besturingscircuit ook andere apparaten over de invoer- en uitvoerstatus van de voedingseenheid via een pc-interface zoals GPIB, RS-232, USB of LAN. Deze pc-interfaces zijn direct geaard en er wordt gebruik gemaakt van opto-isolatie tussen het besturingscircuit en de voeding.
Lineaire gelijkstroomvoedingen zijn zeer complex om te ontwerpen en presteren zeer goed. Het grootste probleem is echter het relatief lage rendement. Bij volledig uitgangsvermogen bereikt de efficiëntie doorgaans geen 60 procent. Als de uitgangsspanning lager wordt ingesteld, wordt het rendement verder verlaagd. Naarmate het vermogen toeneemt, nemen ook het volume en het gewicht proportioneel toe. Daarom worden schakelende voedingen vaker gebruikt in krachtige voedingen.
