¿Cómo funciona una fuente de alimentación programable lineal? ¿Qué es el principio de diseño?
Las fuentes de alimentación programables se usan ampliamente para probar y medir una variedad de productos electrónicos y también se están expandiendo a otras industrias. La fuente de alimentación programable se utiliza en la industria de galvanoplastia tradicional, lo que puede mejorar en gran medida la calidad y la automatización de los productos de galvanoplastia. Reducir gastos. Además, debido a la alta eficiencia de las fuentes de alimentación programables, el consumo de energía en muchas industrias tradicionales puede reducirse considerablemente.
A continuación, describiremos cómo funciona una fuente de alimentación programable lineal.
El modelo de diseño básico de una fuente de alimentación incluye rectificadores y dispositivos de carga y componentes de control conectados en serie.
Diagrama de circuito simplificado de una fuente de alimentación rectificada en serie. Consta de un prerregulador (a modo de magnetotérmico) para control de fase y un elemento serie de impedancia variable. Un prerregulador controlado por fase minimiza la disipación de energía al mantener una baja caída estable en todos los elementos de la serie. Un circuito de control de retroalimentación monitorea continuamente la salida de la fuente de alimentación y ajusta la impedancia en serie para estabilizar el voltaje de salida continuo.
El dispositivo de resistencia variable en serie en una fuente de alimentación en realidad consta de uno o más transistores de potencia que funcionan en modo lineal, por lo que una fuente de alimentación que utiliza este tipo de rectificador a menudo se denomina fuente de alimentación lineal. Las fuentes de alimentación lineales tienen muchas ventajas. Con su alta estabilidad y bajo nivel de ruido, es la solución de energía más fácil y efectiva en el banco de I+D.
La fuente de alimentación es una fuente de alimentación de doble rango que puede tener un voltaje más alto cuando la corriente es más baja y una corriente más alta cuando el voltaje es más bajo. Con una fuente de alimentación de rango único convencional, la potencia de salida es máxima solo cuando las salidas de voltaje y corriente son máximas. Una fuente de alimentación lineal con dos secciones puede proporcionar la máxima potencia de salida donde las dos secciones tienen la máxima tensión y salida de corriente. Cuando se utiliza una fuente de alimentación de doble rango, hay una derivación en el medio del cable secundario del transformador principal, cerca del enchufe del terminal. Un interruptor frente al prerregulador se puede alternar directamente entre estas dos salidas, y la salida trasera ya está determinada. Modo de alta tensión, baja corriente o modo de baja corriente-alta tensión. Esta técnica es muy efectiva para reducir el consumo de energía de los dispositivos seriales.
En términos de rendimiento, las fuentes de alimentación lineales tienen excelentes características de fuente y carga y pueden responder rápidamente a los cambios de red y carga. Por lo tanto, la regulación de línea, la regulación de carga y el tiempo de recuperación de transición son mejores que la mayoría de las fuentes de alimentación conmutadas. Las fuentes de alimentación lineales tienen muchas otras ventajas, como: ondulación y ruido extremadamente bajos, tolerancia a los cambios de temperatura ambiente y alta confiabilidad.
En una fuente de alimentación lineal programable, un circuito de control digital controla el nivel de control de salida del DAC para controlar directamente el valor de voltaje programado de la fuente de alimentación. La salida de la fuente de alimentación enviará simultáneamente un voltaje al circuito de control para indicar que tiene el voltaje de salida deseado. Después de que el circuito de control recibe la información de voltaje de la terminal de salida, envía la información a la pantalla. De manera similar, el circuito de control también notifica a otros dispositivos el estado de entrada y salida de la fuente de alimentación a través de una interfaz de PC como GPIB, RS-232, USB o LAN. Estas interfaces de PC están directamente conectadas a tierra y se usa optoaislamiento entre el circuito de control y la fuente de alimentación.
Las fuentes de alimentación CC lineales son muy complejas de diseñar y funcionan muy bien. Sin embargo, el principal problema es la eficiencia relativamente baja. A plena potencia de salida, la eficiencia normalmente no alcanza el 60 por ciento. Si el voltaje de salida se establece más bajo, la eficiencia se reducirá aún más. A medida que aumenta la potencia, el volumen y el peso también aumentan proporcionalmente. Por lo tanto, las fuentes de alimentación conmutadas se utilizan con mayor frecuencia en fuentes de alimentación de alto rendimiento.
