В среде радиолюбителей, как впрочем и профессионалов очень популярны так называемые лабораторные блоки питания, которые в большинстве своем по сути являются универсальными регулируемыми источниками напряжения и тока. Некоторые могут содержать кроме привычных регулировок дополнительные функции, например триггерную защиту от перегрузки, память режимов, возможность удаленного управления с ПК или смартфона. Но в любом случае они все равно остаются регулируемыми блоками питания.
Как обычно, напоминаю, чтобы быть постоянно в курсе новых тем в блоге, рекомендую подписаться на мой инстаграмм, где я буду выкладывать уведомления о всех новых темах и возможно писать просто о чем-то интересном - ссылка на аккаунт
Конечно, если у вас достаточно денег, то можно просто купить что-то из продукции Rigol, ITECH, UNI-T, Siglent и тому подобных, но часто это не только дорого, а и иногда излишне, особенно если речь идет о "домашнем" применении или небольшом бюджете начинающего радиолюбителя.
Для начала стоит разобраться с топологией блоков питания, это позволит не допустить ошибку при выборе.
1. Линейные. В качестве регулирующего узла применен линейный стабилизатор.
Преимущества - быстрая реакция на изменение нагрузки, малая емкость по выходу, почти отсутствуют пульсации по выходу.
Недостатки - большое тепловыделение, не очень большая выходная мощность, а так как в них обычно применяется 50Гц трансформатор, то добавляется вес и соответственно цена.
2. Импульсные. Является регулируемым импульсным блоком питания или преобразователем напряжения с ШИМ регулировкой.
Преимущества - хорошее соотношение мощность/объем/цена, высокий КПД, а так как подобные БП активно развиваются, то можно легко встретить и сложные, программируемые модели.
Недостатки - повышенный уровень ВЧ пульсаций, большая емкость выходного конденсатора и как следствие возможен бросок тока при подключении некоторых нагрузок.
3. Гибридные. Блок, где основная регулировка производится импульсной схемой, но на выходе стоит линейный стабилизатор. Схема настроена таким образом, что на выходе импульсного преобразователя напряжение всегда немного (1-3 вольта) выше, чем на выходе линейного.
Преимущества - КПД лишь немного уступает импульсным устройствам, уровень пульсаций и скорость реакции почти такие же, как у линейных
Недостатки - выше сложность устройства и как следствие, цена, что сдерживает распространение таких блоков питания.
Линейные и гибридные блоки на время отставим в сторонку, а сегодня рассказ пойдет о импульсных. Тем более ассортимент их очень широк и позволяет как сделать почти все самостоятельно, так и купить почти готовое устройство которое надо только установить в корпус.
Начнем с самых простых вариантов.
На некоторых платах преобразователей напряжения вы увидите один, два или три регулятора, обычно если он один, то это регулировка напряжения, если два, то добавлена регулировка тока.
Первый преобразователь является очень популярным среди начинающих радиолюбителей, стоит недорого, подстроечные резисторы можно вынести на проводах. А если добавить ампервольтметр и блок питания, то получится простенький регулируемый источник для тестирования различных поделок, причем ток нагрузки может быть до 8-10А.
Если же применить плату на базе LTC3780, то можно получить то же самое, но выбор блоков питания будет шире, так как преобразователь универсальный.
Иногда производители сразу выпускают преобразователи с внешним переменным резистором, а бывают модели и со встроенным индикатором тока и напряжения, остается только найти подходящий блок питания и какой-то корпус.
А вот пара более интересных моделей, но если у ZK-SJVA-4X просто добавили индикатор, а регулировка производится все равно подстроечными резисторами, то модель показанная справа, более интересна.
У D3806 полностью цифровое управление, а также есть не менее важная особенность, плата с индикатором и кнопками съемная, что позволяет вынести её на переднюю панель вашего будущего блока питания без каких либо сложностей. Кроме того он является повышающе-понижающим. Пожалуй, единственный существенный недостаток, нельзя одновременно видеть значение тока и напряжения.
Самое время пояснить про отличия в принципах регулировки:
Аналоговая - при помощи переменных резисторов, для установки тока надо сначала закоротить клеммы, выставить необходимый максимальный ток и только потом подключить нагрузку.
Цифровая - при помощи кнопок или энкодера, можно установить напряжение и максимальный ток при неактивном выходе блока питания, что в большинстве ситуаций гораздо удобнее.
Дальнейшим продолжением являются преобразователи с расширенным функционалом, в последнее время они стали очень популярны. Причем часто их делают с универсальным входом, к примеру вы можете использовать 19 вольт блок питания от ноутбука и получить на выходе как 5, так и 35 вольт. Но к сожалению преобразователи с топологией SEPIC могут иметь повышенный уровень пульсаций и рекомендуется применять меры по их подавлению, но для не критичных нагрузок вполне нормально.
Как пример известной модели - XYS3580, выходное напряжение до 36 вольт, ток до 5А, мощность 80Вт.
Также очень популярна в этом сегменте продукция молодой фирмы Fnirsi, выпускающей компактные преобразователи.
DC-580 - характеристики подобны модели XYS3580, только минимальное напряжение 1.8 вольта, а не 0.6. Подобные модели обычно имеют стандартные размеры, потому при желании устройство легко переделать на более мощную модель без замены передней панели устройства.
При этом есть и преобразователи, предназначенные для работы без корпуса.
Но объединяет их не сходство характеристик, универсальное питание или стандартный корпус, а то, что здесь помимо простой регулировки тока и напряжения очень сильно расширен функционал. Например, уже можно измерять выходную мощность, отданную емкость, поворачивать изображение на экране, настраивать порог срабатывания защиты, и т.д.
Среди популярных есть и менее известные модели преобразователей, даже наверное можно сказать что несправедливо забытые, хотя по своему удобные и надежные в работе:
DPX6012S от YIYIELECTRONIC, 60 вольт 12 ампер, но кроме неё есть вариант 60В 5А и 32А 3А, индекс S означает возможность управления с ПК. У меня даже есть обзор этого преобразователя.
ZXY-6005S производства MingHe, с напряжением 60 вольт и током 5А, но как и у преобразователей DPX существует три модели, все на 60 вольт, но ток 5, 10 и 20А, также как и у DPX индекс S это поддержка управления с компьютера. И этот я обозревал, больше 8 лет назад, как давно это было, кстати он до сих пор активно используется. Также был обзор версии 6022.
Но самым известным производителем регулируемых преобразователей без преувеличения можно назвать фирму RDtech, которая не только производит большое разнообразие моделей, а и постоянно выпускает что-то новое. Мало того, явно видно, что разработчики стараются учитывать пожелания пользователей и предлагают также обновления прошивок своих устройств.
Первые модели, где производитель скорее "тренировался", приводить смысла нет, а вот о последующих стоит рассказать подробно, тем более что они того стоят.
Преобразователи серии DPS и DPH. Сюда входит три основные и несколько их модификаций:
DPS3005, DPS5005 и DPS8005 - компактные, хотя скорее даже сверхкомпактные, понижающие преобразователи, выходной ток до 5А, напряжение соответственно 30, 50 и 80 вольт, а так как цена отличается мало, то наибольший интерес представляет DPS8005, у меня также был его обзор.
DPS3012, DPS5015 и DPS5020, понижающие преобразователи с выходным током 12, 15, 20А и напряжением соответственно 30 и 50 вольт. Первая модель считается устаревшей, вторая стоит почти как третья, потому опять имеет смысл взять старший вариант - DPS5020, эта плата была у меня в обзоре, понравилась.
DPH3205 и DPH5005 являются повышающе-понижающими преобразователями с выходным током 5А и напряжением 32 и 50 вольт. Эти модели не сильно мощные, но позволяют проще подобрать подходящий блок питания, правда следует учитывать, что для получения полной мощности надо использовать блок питания на 19-20 вольт в первом случае и 30-32 во втором. Обзор версии 5005 я делал, весьма интересная плата, но ниша применения заметно меньше чем у остальных.
При всем разнообразии моделей они имеют много общего:
Размер модуля передней панели
Интерфейс управления и выбор настроек
Термозащита и режимы ограничений по току/напряжению/мощности
Подключение через USB или Bluetooth (опционально)
Единая программа для управления с ПК или смартфона
Программа позволяет не только управлять преобразователем, строить графики, а и задавать несложные алгоритмы работы, например автоматическое ступенчатое повышение напряжения или тока.
Но кардинальным прорывом стал выпуск понижающих преобразователей серии RD60xx, в которую на текущий момент входит четыре "обычных" модели - RD6006, RD6012, RD6018 и, RD6024, все они имеют выходное напряжение до 60 вольт и ток 6, 12, 18 и 24А. Кроме того есть две модели линейки Pro, RD6006P и RD6012P, отличающаяся повышенной точностью измерения и установки параметров, а также наверное главным, они гибридные! Гибридный преобразователь совмещает в себе импульсный и линейный потому имеет КПД почти как у импульсного и динамические характеристики как у линейного.
Все устройства имеют возможность подключения к компьютеру через USB, с индексом W комплектуются модулем WiFi, а при желании можно докупить и адаптер для подключения через промышленный интерфейс RS485.
Не буду приводить ссылки на обзоры каждой модели, все шесть у меня побывали, потому приведу ссылку на обзор версии RD6024, который являлся последним в этой линейке и в начале обзора которого я приводил ссылки на обзоры всех устройств данной фирмы, рекомендую.
Производитель опять не стал плодить разнообразие корпусов и выпустил все модели не только в одном и том же дизайне и размере, а и с одним принципом управления.
Конечно, корпус здесь заметно больше чем у предыдущей серии, но значительно больше стал дисплей, а также появилась возможность прямого выбора величины тока и напряжения.
Также все модели этой серии дополнены весьма необычной функцией, заряда аккумуляторов, причем с защитой от подключения в неправильной полярности. В отличие от обычных лабораторных блоков питания, при подключении аккумулятора к отдельной клемме включается режим заряда с полным отключением при падении тока до 10мА у модели RD6006 или до 100мА у моделей RD6012 и RD6018.
Но RDTech пошел еще дальше и предоставляет возможность купить не только сам преобразователь, а и корпус к нему.
Всего есть четыре варианта корпуса, два для линейки DPS/DPH, имеющие небольшие отличия и два для линейки RD60xx, отличающиеся размерами. Наличие корпуса позволяет собрать довольно качественный лабораторный программируемый блок питания буквально "из кубиков".
Отдельного упоминания заслуживает фирма Juntek, которая также выпускает целую серию преобразователей напряжения с разными характеристиками. В целом концепция знакомая, но имеет существенные отличия.
Все дело в том, что распространенные модели имеют верхний лимит по напряжению в 60 вольт, отчасти исключением является пожалуй DPS8005, у которого 80 вольт и серия ZXY60xx, которая хоть и имеет 60 в названии модели, но реально выдает 62 вольта. Правда была еще модель ZXY12010 на 120 вольт 10 ампер, но похоже что в живую её никто не видел и вряд ли теперь увидит, а жаль, хорошие преобразователи.
В ассортимент продукции Juntek входят модели:
DPM8605, 8608, 8616, 8624 и 8650, выходное напряжение 60 вольт, ток соответственно 5. 8, 16, 24 и 50 ампер.
DPH8909 и DPH8920, с напряжением до 96 вольт и током 9 и 20А соответственно.
Как можно заметить, линейка DPM примечательна моделями на 24 и 50 ампер, а серия DPH выходным напряжением до 96 вольт.
Выглядят преобразователи крайне аскетично, несколько кнопок, пара семисегментных дисплеев и четыре светодиода, причем дизайн у всех моделей одинаков, небольшое различие только в месте установки вентилятора.
Но так как мы живем в эпоху компьютеров, то в данном случае производитель решил "не отбиваться от коллектива" и все преобразователи имеют возможность подключения к ПК. При этом модели без индекса имеют только порт TTL, с индексом 485 соответственно RS485, а если указано RF, то здесь добавлена внешняя панель с большим дисплеем, кнопками, энкодером и беспроводным подключением.
Может показаться что на этом выбор ограничивается, но это не так, иногда кажется, что если начать перечислять все что есть на рынке регулируемых преобразователей, то пока дойдешь до конца списка, успеют выпустить пару новых моделей.
Например, еще можно отметить компактный, но устаревший преобразователь на базе XL4005E1 с парой индикаторов и регулировкой тока и напряжения.
Также старенькая, но любопытная модель DP30V5A-L от RDtech, характеристики ничем не выделяются, но хитрость со съемными индикаторами выглядит необычно.
А как не сказать про вообще отдельную серию разных регулируемых SEPIC преобразователей с питанием от USB, да еще и поддержкой QC как например ZK-DP2F. Данный преобразователь умеет регулировать напряжение, ограничивать ток, по сути это "лабораторник в кармане".
И конечно еще две интересные модели от фирмы Juntek, это довольно мощный повышающий преобразователь B900W с током до 15А и малогабаритный понижающий B3603, причем как и показанный ранее D3806 они все имеют съемную плату с индикатором и кнопками.
Что важно знать и помнить при выборе регулируемого преобразователя.
Собственно внутри это самый обычный преобразователь, со всеми их тонкостями и нюансами, они также бывают понижающие, повышающие и универсальные, но первые встречаются гораздо чаще.
Кроме того надо помнить, что понижающим необходим запас по входному напряжению около 4-5 вольт, повышающие и универсальные могут отдать полную мощность только при входном напряжении не ниже определенного предела.
Также при выборе следует для себя определиться со следующими параметрами:
1. Диапазон выходного напряжения, у простых минимальное часто не от нуля, а от 0.5-1.5 вольта, максимальная планка часто 30-35 или 60 вольт, реже 50 или 80. В большинстве задач хватает 35, но если разница в цене невелика, то лучше 50-60.
2. Выходной ток. Здесь все зависит от сценария применения, чаще всего хватает 5-6А, иногда надо 10-12, больший ток нужен гораздо реже.
3. Максимальная мощность, обычно ограничена мощностью блока питания, который питает преобразователь и если он у вас уже есть, то можно исходить при подборе из его характеристик. Для понижающих все просто, ток по выходу у них не больше тока по входу, а по напряжению надо хотя бы 10% запаса. Кстати у некоторых моделей можно задавать максимальную мощность, например RD6018 и т.п. и тогда даже при маломощном блоке питания можно получить на выходе полный ток, ну или полное напряжение, но в любом случае с мощностью не более установленной.
4. Индикация. Большой дисплей это хорошо, но для эпизодического использования хватит и обычного семисегментного, но если планируете пользоваться часто, лучше все таки с полноценным дисплеем, главное чтобы он был хорошо читаем и не тормозил.
5. Дополнительный функционал. Здесь лучше смотреть по ситуации, кому-то надо иметь триггерную защиту, кому-то возможность заряда аккумуляторов с последующим автоотключением..
6. Подключение к ПК. Аналогично предыдущему пункту, но практика показывает, что важнее эргономика "местного" управления, так как им пользуются значительно чаще.
На этом все, дальше выбираем подходящую модель и помним, что "кормить" ваши устройства лучше хорошей "пищей".
https://www.kirich.blog/stati/informaciya-dlya-nachinayuschih/1117-kak-vybrat-reguliruemyy-preobrazovatel.html
