Режим роботи "стабілізація струму" в лабораторних БЖ

Инструкционая картка для проведення заняття № 25-27

Учбової практики по дисципліні

"Електрорадіовимірювальна практика"

 

1.Тема заняття:Застосування джерела живлення постійної регульованої напруги.

2. Робоче місце:лабораторія радіомонтажу (аудиторія №501).

3. Мета заняття :ознайомити студентів зособливостями застосування лабораторного джерела постійного напруги.

4. Матеріально - технічне оснащення робочого місця :осцилограф, функціональний генератор, джерело живлення.

5. Правила по охороні праці на робочому місці:інструкція № 1, інструкція № 2, інструкція №3, інструкція№4, інструкція №5 по охороні праці на робочому місці.

6. Зміст і послідовність виконання завдання :

6.1 Методичні вказівки до виконання роботи :

 

Теоретичні відомості.

 

Для налаштування або ремонту радіотехнічних пристроїв необхідно мати декілька джерел живлення.

 

Класифікація

За типом, лабораторні БЖ бувають:

  • "одноканальні";
  • "двоканальні" (мають два регульовані виходи напруги);
  • "трьохканальні" (три виходи: як правило, 2 регульованих, і 1 нерегульований +5В)

Залежно від потужності, різні моделі дають на виході:

· напруга: 0.15В(18В) .30В(32В) .#0260В

· струм: 0.2А(3А) .5А .10А .20А .30А

В регульованих лабораторних БЖ передбачена роздільне регулювання

вихідних напруги і струму : на корпусі є зручні регулятори або кнопки.

По виконанню, лабораторні БЖ бувають:

  • Лінійні (класичні трансформаторні)
  • Імпульсні (для великих потужностей).

Щоб уникнути плутанини, найважливіші характеристики відбиті в назві моделі БЖ.

Цей міжнародний стандарт іменування, з незначними відмінностями

підтримують практично усі виробники (окрім вітчизняних - у наших, звичайно, свої системи) :

  • Максимальна видавана потужність (напруга і струм) відбита числом (зазвичай 4-значним, рідко 3 - або 5 -), наприклад: "3005 (напруга до 30В і максимальний струм до 5А); "1502 (до 15В і до 2А)
  • Букви до номера - це код виробника ("PS"., "HY"., "AX".)
  • Друге число після риски - число каналів (наприклад, два канали "HY 3005-2, три канали "HY 3005-3)

 

Одноканальні блоки живлення

Для більшості застосувань вистачає одноканального блоку живлення :

Їх найрізноманітніший вибір моделей :

  • по потужностях: малопотужні до 3А, середні до 5А, потужні до 30А, надпотужні до 60А і вище.
  • по індикації: цифрові LED (світлодіодні), цифрові LCD (рідкокристалічні), аналогові стрілочні індикатори.
  • по управлінню: аналогові крутилки потенціометри, цифрові крутилки потенціометри, цифрові кнопки.
  • за різноманітністю брендів, на будь-який вибір ціна/якість.

Стрілочні індикатори

Стрілочний індикатор - чутливіше і більш наочно показує картину стрибків струму, напругу.

Мінуси стрілочного індикатора:

Шкала стрілочного індикатора неточна: наприклад, якщо блок живлення розрахований до 5А.

Зняти точний номінал споживаного струму, точно підлаштувати напругу – на стрілочних блоках живлення це проблема - вони для іншого призначені.

Вибирайте стрілочні блоки живлення, для роботи з пристроями яким не вимагається точної напруги живлення.

Шкала стрілочного індикатора погано масштабується:

А цифрові індикатори - це новомодні тенденції.

Режим роботи "стабілізація струму" в лабораторних БЖ

У блоків живлення середньої потужності (до 5А) є цікава можливість: режим "стабілізації струму"!

Розглянемо приклад:

З "стабілізацією напруги" усе зрозуміло - блок живлення тримає на виході задану напругу, і прагне його утримати при будь-якому споживаному навантаженням струмі, поки потужності досить.

"Стабілізатор струму" - це коли при перевищенні заданої межі споживання струму, БЖ починає автоматично знижувати вихідну напругу щоб утримати струм на заданій межі.

А якщо обмежувати і струм, і напругу - то блок живлення прагнутиме видавати менший мінімум.

Наприклад: ставимо вихідну напругу на U вих=30В, а обмеження струму на Imax=0.1А, і робимо вихідними щупами КЗ! Блок живлення автоматично підлаштується: видасть напругу біля Uвих=0.2В, при цьому струм виявиться заданий граничний Iвих=0.1А - тому що опір щупів і дротів у нас приміром, близько 2 Ом.

В протилежність цьому, "простий захист від перевантаження і КЗ" (яка використовується тільки в найдешевших блоках живлення, або тільки в дуже потужних) - означає, що при перевищенні заданої межі споживання Imax блок живлення просто пікне і взагалі відключить вихідну напругу, трактуючи

Ситуацію, як КЗ. Після позаштатної ситуації, блок живлення включається знову:

опционально, або сам автоматично через декілька секунд, або тільки потім ручного скидання по живленню (т.з. тригерний захист).


 

Застосування режиму "стабілізація струму" :

Якщо треба розрахувати струмообмежувальний резистор для батареї білих надяскравих світлодіодів в освітлювальний ліхтар, і при цьому не втратити жоден Люмен яскравості, і утримати світлодіоди в допустимому режимі ( під час перевірки, при перегріванні вони швидко згорають)

Але насправді усе значно складніше: світлодіоди мають діапазон допустимих струмів, струм дуже впливає на яскравість, елементи живлення видають широкий розкид напруги у міру розрядки, причому батареї і акумулятори дають різні діапазони. У таких випадках, знайти оптимум можна тільки

експериментально! Для подібних експериментів потрібне джерело струму.

Просто встановлюємо обмеження струму на відомий номінал (для мінімізації погрішності, краще якщо ваш БЖ здатний видати струм на повну шкалу амперметра);

підключаємо амперметр ПОСЛІДОВНО до "джерела струму" (що було абсолютно неприпустимо при підключенні до "джерела напруги");

усе включаємо і настроюємо шунт, поки не доб'ємося свідчень амперметра таких самих, як видає джерело струму.

При цьому, немає різниці який опір дротів, опір шунта, амперметра, блоку живлення - усе підключено послідовно, струм єдиний!

Також зміна опору дротів і навантаження, у міру нагріву, що дуже актуально при значних струмах - це велика проблема, але усе компенсується джерелом струму!

Рекомендується також підключати в ланцюг еталонний амперметр (який-небудь цифровий мультиметр), тому що свідчення штатного амперметра (вбудованого в блок живлення) можуть бути неточні.

Можна подавати різну напругу на затвори тих же польовиків, щоб подивитися характеристики живцем, можна подавати струми на бази біполярних. Загалом, для дослідів краще не придумаєш.

12, 5 та 3.3 вольта власне цього досить в більшості випадків так що тут можна і звичайний комп'ютерний блок задіювати, але в нім немає можливості регулювання по струму. З регулюванням можна узяти і вказати, що максимальний струм, який може видати БЖ буде не більше 0.3А і задати граничну напругу, скажемо в 10 вольт. Тепер ми можемо сміливо саджати на блок живлення, приміром, потужний світлодіод з номінальним струмом в 0.3А без резисторів і він не згорить, оскільки БЖ сам скине напругу настільки, щоб через діод пройшов струм не більше ніж заданий. Якщо навіть БЖ закоротить, то він все одно намагатиметься підтримувати задані 0.3А в короткозамкнутому провіднику

знижуючи напругу до мінімуму".

Режим "Стабілізації струму" буває як в одноканальних, так і багатоканальних БЖ - уважно читайте опис вибраної моделі. Якщо пишуть: є "Режими стабілізації струму і напруги" - означає стабілізація струму присутній. У дешевших моделях режим "стабілізатора струму" відсутній - в описі до їх пишуть, що в кожному каналі застосований "захист від короткого замикання", "захист від перевантаження по струму", "обмежувач струму". "Для запобігання виходу з ладу приладу захист відключає вторинну напругу каналу, де спрацював захист, до усунення виниклої несправності".