Визначте ідеальний блок живлення, поставивши правильні запитання Електронний дизайн
Поглиблене розуміння вимог до енергії, максимальної толерантності до шуму та критичних характеристик допомагає отримати чіткіше зображення.
Хоча джерела змінного струму постійного струму можуть здатися відносно простими приладами, інженери покладаються на них, щоб забезпечити стабільні, точні та чисті напруги та струми, незалежно від навантаження. Щоб визначити відповідне джерело живлення для конкретного додатку, потрібно знайти відповіді на деякі важливі запитання та зрозуміти, як визначаються джерела живлення.
Приділіть достатньо часу на початку процесу вибору, щоб ретельно розглянути наступні питання живлення - це заощадить значний час і гроші в подальшому в процесі конфігурації системи.
Скільки енергії потрібно додатку для живлення пристрою, що тестується (DUT)? Які максимальні вимоги до напруги та струму?
Різні типи джерел живлення можуть мати дуже різні огинаючі (рис. 1а, б і в). У дуже універсальному прямокутному типі джерела живлення будь-який струм може подаватися до навантаження при будь-якому рівні напруги. Інший тип має кілька прямокутних конвертів для декількох діапазонів. Останній конверт потужності пропонує можливість вищих значень одного параметра за рахунок іншого. Наприклад, джерело живлення з конвертом цього типу може подавати вищий рівень струму, але лише при меншій максимальній напрузі.
Однак інші витратні матеріали можуть доставляти гіперболічну оболонку, яка забезпечує більш безперервний перехід, ніж багатодіапазонні джерела живлення. При такому виді постачання один параметр обернено пропорційний іншому. Вихідні джерела потужної енергії мають, як правило, багатодіапазонні або гіперболічні огинаючі. Щоб зробити правильний вибір, знайдіть час, щоб оцінити рівні потужності, необхідні додатку.
Скільки виходів мені потрібно?
Багатовихідні джерела живлення з високою точністю виходу стали більш доступними, але є сенс запитати, які програми дійсно вимагають їх, а ті, в яких вони не є необхідністю. У багатьох випадках достатньо одного виходу, однак витратні матеріали із декількома виходами іноді можуть запропонувати кілька важливих переваг:
• При створенні пристрою, що має цифрову та аналогову схеми, або біполярну схему, джерело живлення буде більш зручним джерелом живлення. Блоки живлення з трьома виходами зазвичай містять два виходи вищої напруги для аналогових схем (для живлення багатонапружних ланцюгів або для створення біполярних джерел живлення для тестування біполярних аналогових схем) і третій вихід, призначений для живлення цифрової схеми. Крім того, багато джерел живлення з потрійним виходом підтримують фіксований вихід 5 В для третього вихідного джерела. Якщо ця напруга повинна змінюватися, або якщо цифрова схема живиться з меншою напругою, третій вихід не може використовуватися для живлення цієї схеми. Тому для найбільшої гнучкості переконайтесь, що всі три виходи програмовані.
• Якщо DUT вимагає окремих ізольованих секцій електроживлення, необхідно прийняти рішення: налаштувати кілька ізольованих джерел живлення (що може бути дорогим і незручним в експлуатації) або придбати джерело живлення з декількома виходами. Суть полягає в тому, що багатовихідні джерела можуть мати або ізольовані виходи, або вихідні канали, прив’язані до спільної точки на їх нижній стороні. Коли виходи підключаються до однієї спільної точки, вони не підходять для ланцюгів живлення, які ізольовані один від одного.
• Конструкції цифрових плат часто включають схеми, які працюють при різній напрузі. Під час тестування цих схем із зовнішніми джерелами живлення важливо підключити схеми в правильному порядку, щоб уникнути напруження та пошкодження ланцюгів низької напруги. Для застосувань, які вимагають живлення ланцюгів вгору і вниз у певній послідовності, багатовихідне джерело живлення з незалежно керованими виходами зазвичай краще, ніж набір окремих джерел живлення.
• Для додатків, які вимагають подачі більшої напруги або струму, що перевищує можливості одного виходу, деякі джерела живлення з декількома виходами дозволяють поєднувати виходи послідовно або паралельно. Фішка полягає в тому, що джерело живлення з декількома виходами, яке має позитивний і негативний вихід з низькими зв’язками, пов’язаними між собою (неізольованими), не може паралельно виконувати два виходи. Для забезпечення гнучкості шукайте джерело живлення з декількома виходами з ізольованими виходами.
• Під час розробки схеми важливо підтвердити, що схема працює в межах своїх специфікацій продуктивності у визначеному діапазоні напруги. Багатовихідні джерела живлення з функцією відстеження пропонують зручний спосіб перевірити біполярну схему, зв’язавши обидва канали (позитивно налаштовані та негативно налаштовані виходи), щоб вони синхронно змінювались між собою.
| Завантажте цю статтю у форматі .PDF Цей тип файлу включає графіку та схеми з високою роздільною здатністю, якщо це застосовно. |
Який рівень точності виходу необхідний?
Якщо жорсткий контроль напруги на навантаженні є важливим для дослідницьких експериментів або характеристики пристроїв, важливо переглянути точність вихідного джерела живлення та технічні характеристики зчитування. Навіть ця точність може бути порушена, якщо джерело живлення контролює напругу на його вихідних клемах. Контроль зворотного зв'язку на DUT є важливим; тобто, джерело живлення повинно включати сенсорні з'єднання (дистанційне зондування), які можуть підключатися до DUT, де також під'єднані силові кабелі. (Рис. 2)
2. Дистанційне зондування забезпечує подачу запрограмованої напруги на навантаження. Сенсорні ланцюги повинні вимірювати напругу на DUT так, щоб живлення могло компенсувати будь-яке падіння напруги на випробувальних провідниках. Незалежно від того, наскільки точним є вихід джерела живлення, неможливо гарантувати, що запрограмована вихідна напруга дорівнює напрузі при навантаженні DUT. Це тому, що джерело живлення лише з двома клемами джерела регулює лише свою напругу на вихідних клемах. Однак напруга, що підлягає регулюванню, знаходиться на навантаженні DUT, а не на вихідних клемах джерела живлення. (Клацніть, щоб збільшити зображення.)
Майте на увазі, що провідні дроти розділяють джерело живлення та навантаження. Опір проводів RLEAD визначається довжиною відведення, матеріалом провідності матеріалу провідника та геометрією провідника. Напруга на навантаженні становить:
Якщо навантаження вимагає сильного струму, то ІЛОД є великим, і VLEAD може легко становити кілька десятих вольта, особливо при довгих провідниках живлення. Напруга на навантаженні може легко бути на 80-160 мВ нижчою від бажаної напруги (при цьому 2-4 А протікає через п'ять футів 0,004-â ? ¦/футів, 16-ти калібрувальний провід).
Техніка дистанційного зондування вирішує проблему падіння напруги в провідниках, розширюючи петлю зворотного зв'язку джерела живлення до входу навантаження. Дві сенсорні лінії від джерела живлення підключаються до входів DUT. Ці сенсори, що вимірюють напругу, підключаються до високоомної схеми вимірювання напруги в блоці живлення. Через високий вхідний опір ланцюга падіння напруги в сенсорних провідниках незначне. Схема вимірювання напруги сенсора проводиться ланцюгом управління зворотним зв'язком для джерела живлення. Напруга на навантаженні повертається до джерела живлення за допомогою сенсорних кабелів. Блок живлення підвищує свою потужність, щоб подолати падіння напруги в джерелах джерела і VLOAD = VPROGRAMMED. Отже, точність живлення може бути застосована до навантаження лише за допомогою дистанційного зондування.