IT News: Digital Camera, OS, Laptop, Smartphone, Smart TV, Sound...

The Author's Project by Valeri N.Kravchuk
Сайт проверен Dr.Web
Меню сайта
  • Главная страница
  • Информация о сайте
  • Дневник
  • Каталог файлов
  • Обратная связь
  • Каталог сайтов
  • FAQ
  • Доска объявлений
  • Форум
  • Фотоальбом
  • Категории раздела
    Автомобильные гаджеты, ремонт... [220]
    Безопасность IT [484]
    Блоки питания, Power Banks, зарядки... [489]
    Видеорегистраторы [220]
    Гаджеты для спорта и здоровья... [189]
    Гаджеты, аксессуары... [625]
    Измерительная техника, инструменты [444]
    Накопители данных [226]
    Нетбуки, Ноутбуки, Ультрабуки [679]
    Мультиварки, блендеры и не только... [158]
    Планшеты [758]
    Радар-детекторы [26]
    Роботы-пылесосы [37]
    Своими руками [353]
    Сети, сетевые технологии, оборудование... [267]
    Смартфоны [4963]
    Фотокамеры, объективы, искусство фотографии.. [542]
    Умный дом [47]
    Электронные книги [95]
    CB, LPD, PMR- связь... [169]
    DECT, IP-телефоны [18]
    Drones, boats, cars... [108]
    electric cars [35]
    GPS-навигаторы, трекеры... [51]
    Linux и не только [4380]
    mini computers и не только... [409]
    News IT, Это интересно, ликбез... [1112]
    Smart TV, UltraHD, приставки, проекторы... [414]
    Smart Watch [263]
    Sound: наушники, плееры, усилители... [613]
    Windows 10... [298]
    Windows 11 [28]
    Погода

  • Метеорадар БРЕСТ
  • Погода в Бресте от www.yr.no

    Яндекс.Погода БРЕСТ

  • Интересные ссылки

    COMPIZOMANIA

    Наш опрос
    Оцените мой сайт
    Всего ответов: 1338
    Статистика
    Анализ веб сайтов

    Яндекс.Метрика

    Рейтинг@Mail.ru Яндекс цитирования

    Russian America Top. Рейтинг ресурсов Русской Америки.

    eXTReMe Tracker

    Правильный CSS!


    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0
    Locations of visitors to this page
    Форма входа
    Главная » 2017 » Апрель » 13 » Лабораторный блок питания «Тихоня»
    14:06
    Лабораторный блок питания «Тихоня»

    Лабораторный блок питания «Тихоня»

    • Цена: 8 000 рублей
     
    Каждый радиолюбитель рано или поздно приходит к осознанию того факта, что ему требуется регулируемый источник питания. Об идеальном ИП ходят легенды, более смахивающие на мифы, а в поисках идеальной схемы сломано немало копий. И как бы ни был интересен поиск идеала, а пользоваться нужно чем-то прямо сейчас. Имея скромный опыт в радиогулюбительстве, хочу рассказать о своём поиске и его завершении.
     
    Вступительная чать
    Первым моим лабораторным блоком питания — ЛБП (назовём его так и будем использовать такое название в дальнейшем, хотя это и не совсем верно) — стал Matrix MPS-3003D, собранный по схеме с переключением обмоток сетевого трансформатора и двумя регуляторами выходных параметров — «грубо» и «точно». Блок имеет сравнительно большие габариты, тяжёл, харизматичен и производит впечатление чего-то монументального. Присутствуют режимы стабилизации напряжения (CV) и тока (CC), максимальное выходное напряжение составляет 30 В, а ток 3 А. В целом, обычный блок, коих на рынке пруд пруди, разве что занесён в Госреестр.



    Особенности источника питания MPS-3003D:

    • Два цифровых индикатора тока и напряжения (3 разряда, светодиодные). Постоянное напряжение или постоянный ток.
    • Высокая эффективность, яркие индикаторы и малогабаритная конструкция. Высокий показатель отношения мощность/масса.
    • Защита от перегрузки и переполюсовки напряжения. Высокоэффективный тороидальный трансформатор.
    • Электронное отключение. Дополнительный нерегулируемый выход 5 В / 1 А.

    Технические характеристики источника питания MPS-3003D:

    Выходное напряжение: 0 ÷ 30 В
    Выходной ток: 0 ÷ 3 А
    Нерегулируемый выход: выходное напряжение: 5 В ± 1%, выходной ток 1 А

    Режим постоянного напряжения
    Нестабильность напряжения: ≤0.005%+2 мВ
    под нагрузкой: ≤0.005%+2 мВ
    Пульсации и шумы: ≤1 мВ (эфф.)
    Температурный коэффициент: ≤150х10-6 /°C

    Режим постоянного тока
    Нестабильность тока: ≤0.2%+2 мА
    Пульсации и шумы: ≤0.2%+5 мА
    Температурный коэффициент: ≤500х10-6/°C
    Нерегулируемый выход: 5 В/1 А
    Пульсации и шумы: ≤2мВ (эфф.)

    Погрешность дисплея
    четыре знака: ≤0.1% от измеренного значения + 1d;
    три знака: ≤0.4% от измеренного значения + 1d;
    d — значение младшего разряда.
    Время отклика: ≤100 мкс

    Габариты: 315 x 130 x 165 мм
    Масса: около 5.6 кг

    И вроде бы всё ничего, даже ощущаешь себя эдаким повелителем энергий, когда в ответ на вращение рукояток и нажатие кнопок что-то щёлкает и светится :-) Но есть в нём некоторые моменты, на которые со временем начинаешь обращать особое внимание.

    Во-первых, это подача питания на выход в момент выключения прибора. Выглядит это следующим образом: включаем прибор, настраиваем выходные параметры, подключаем нагрузку и включаем выход, тем самым её запитывая. После проведения работ мы отключаем выход, нагрузка обесточивается. И если в этот момент выключить прибор кнопкой питания, то на выход подастся импульс, равный по величине напряжения выставленному ранее. Я так понимаю, что это разряжаются выходные конденсаторы. Это известная особенность многих недорогих (да и не только) ЛБП и с ней можно жить, нужно лишь помнить об этом и отключать нагрузку до выключения прибора.

    Во-вторых, в определённых ситуациях очень неудобна раздельная регулировка «грубо» и «точно». Порой очень трудно поймать нужные значения, особенно когда понимаешь, что упёрся в границу по «точно», а нужно добавить ещё чуть-чуть, но уже нечем. Приходится откатываться назад, подстраивать «грубо» и опять возвращаться к «точно». Да и одно дело выставить заранее параметры и более их не менять, и совсем другое, когда необходимо постепенно их изменять, чтобы отследить реакцию нагрузки. Вот тут-то и начинаешь задумываться о дискретном изменении параметров с каким-то шагом, желательно произвольным.

    Уже и не помню как именно, но попался мне ролик с обзором ЛБП «Крепыш». Казалось, что вот оно, то самое! Люди словно прочли мои мысли и сделали регулировку параметров согласно моим предпочтениям. Поиск в интернете привёл меня на сайт российской компании «E-Core», разработчика и производителя «Крепыша». Оказалось, что последний уходит со сцены и его сменяет регулируемый источник питания «Тихоня», о котором я и хочу рассказать.



    Для начала ознакомимся с характеристиками прибора.

    Особенности источника питания «Тихоня»:

    • быстродействующая токовая защита обеспечивает высокую степень защиты питаемых устройств;
    • прочность к отрицательному напряжению на входе (переполюсовка), отсутствие «защитного» диода на выходе источника;
    • полностью пассивное охлаждение: без вентиляторов — без шума;
    • линейные регуляторы напряжения и тока;
    • высокая разрядность установки и измерения выходных параметров (10мВ/1мА);
    • отсутствие выбросов напряжения на выходе при включении/выключении, «сбросе» нагрузки;
    • два энкодера для быстрой установки выходных параметров;
    • электронное подключение и отключение нагрузки;
    • малые габариты и масса.

    Технические характеристики источника питания «Тихоня»:

    Максимальная выходная мощность: 150 Вт

    Режим постоянного напряжения
    Диапазон установки выходного напряжения: 10 мВ ÷ 30 В
    Дискретность установки выходного напряжения: 10 мВ
    Погрешность установки выходного напряжения: ±(0.2% + 20 мВ)
    Пульсации выходного напряжения (режим CV), не более: 2 мВ RMS

    Режим постоянного тока
    Диапазон установки выходного тока: 5 мА ÷ 5А
    Дискретность установки выходного тока: 1 мА
    Погрешность установки выходного тока: ±(0.4% + 4 мА)
    Пульсации выходного тока (режим CС), не более: 2 мА RMS

    Точность измеряемых величин
    Диапазон измерения выходного напряжения: 0 ÷ 30 В
    Дискретность измерения выходного напряжения: 10 мВ
    Погрешность измерения выходного напряжения: ±(0.2% + 20 мВ)

    Диапазон измерения выходного тока: 0 ÷ 5 А
    Дискретность измерения выходного тока: 1 мА
    Погрешность измерения выходного тока: ±(0.4% + 4 мА)

    Питание: 230 В ± 10%
    Габариты, ДхШхВ: 210 х 140 х 90 мм
    Масса, не более: 1.5 кг

    Продукт имеет сертификат соответствия требованиям Технического регламента Таможенного союза в части электробезопасности и электромагнитной совместимость технических средств. Сертификат доступен на сайте производителя.

    Первое, что приходит на ум, когда видишь и берёшь в руки «Тихоню» это «Какой же он маленький и лёгкий!» Действительно, по сравнению с MPS-3003D он кажется игрушечным. Как-никак 1.5 кг против 5.6 у Matrix'а. В голову начинают приходить мысли об импульсных источниках питания. Отчасти это верно, но давайте разберёмся во всём по порядку.
    Визуальное сравнение двух приборов
     



    Прибор выполнен в корпусе G768 производства Gainta, габаритные размеры которого составляют 190 x 140 x 90 мм (Д х Ш х В). На задней стенке расположен коннектор кабеля питания со встроенным предохранителем, а на передней — индикаторы, органы управления и клеммы выхода. Снизу корпус имеет резиновые ножки, предотвращающие скольжение.

    Внутри «Тихоня» состоит из четырёх блоков: резонансный преобразователь, синхронный step-down, линейный стабилизатор и блок управления и индикации. Это условно-функциональное разделение и физических плат только три.
    Фотографии внутреннего устройства
     











    Не будучи достаточно грамотным в вопросе устройства и работы прибора, я обратился за разъяснением к разработчикам и получил следующий ответ.

    «Принцип работы резонансного преобразователя довольно прост. Если абстрагироваться от лишних сущностей, то выглядит он следующим образом.

    Диодный мост и конденсатор образуют постоянное напряжение, эта часть традиционна для 99% импульсных источников питания. Контроллер преобразователя управляет полумостом из полевых транзисторов с заполнением 0.5, формируя прямоугольные импульсы. Эти импульсы поступают на резонансный контур (РК), образованный первичной обмоткой трансформатора и резонансным конденсатором. Поскольку частота прямоугольных импульсов близка к точке резонанса РК, ток в первичной обмотке близок к синусоиде.

    Как известно, в резонансном контуре напряжение выше прикладываемого, т.е. получается своеобразный коэффициент усиления (в расчетах обозначается М). Данный коэффициент усиления М, в числе прочего, зависит от частоты импульсов — при снижении частоты он увеличивается, при увеличении уменьшается.

    Регулировка выходного напряжения осуществляется за счет изменения частоты импульсов, при этом частота работы преобразователя ограничивается так, что переключение транзисторов происходит в районе нуля напряжения (ZVS), что сводит динамические потери практически к нулю, а помех от переключения почти нет. Последнее наиболее важно, т. к. наличие большого радиатора пережить можно, а вот источник помех в ЛБП это очень плохо.

    Сердцем «Тихони» является микропроцессор. Именно он формирует ШИМ для step-down, формирует опорные напряжения для линейного стабилизатора, измеряет текущие значения напряжения и тока, и реализует пользовательский интерфейс (обработка энкодеров, индикация и прочее).

    Микропроцессор с помощью встроенных ЦАП формирует опорные напряжения для регуляторов напряжения и тока, одновременно с этим с помощью АЦП измеряет напряжение и ток на выходе. Таким образом, МК всегда знает что он задал регуляторам и что на самом деле на выходе. На основании этих данных он формирует ШИМ для step-down так, чтобы падение напряжения на линейном регуляторе было в районе 1 В. В итоге, при максимальном токе в 5 А на линейном регуляторе выделяется всего около 5 Вт тепла.

    На самом деле алгоритм формирования ШИМ достаточно сложный и при малых токах падение на линейном регуляторе может быть и больше, но это уже тонкости реализации. В целом, потери на линейном регуляторе не более 5 Вт.

    На русском языке о принципе работы резонансного преобразователя можно почитать в этой статье.

    В нашем приборе используется другой контроллер резонанса, но это не принципиально.»


    Кстати, одной из причин, по которой я выбрал «Тихоню», как раз и стала та, что разработчик – наш, российский. Общение не составляет никаких проблем, на все мои вопросы мне отвечали быстро и полно, к пожеланиям прислушивались. Лично я готов заплатить пусть немного дороже, но отечественному производителю. Нужно поддерживать и развивать своё. Тем более, что продукция весьма конкурентоспособна.

    Но вернёмся к прибору.

    Органов управления у прибора немного и все они расположены на передней панели: тумблер включения питания, два энкодера и кнопка включения и отключения выхода (тактовая). Для индикации используются два ряда по четыре семисегментных индикатора (напряжение и ток) и два светодиода для отображения текущего режима работы — «CV» или «CC» (при отключенном выходе не горит ни один из них). На мой взгляд это оптимальное сочетание; информативно, ясно и не перегружено.



    Управление выходными параметрами простое и в то же время функциональное. Для изменения того или иного параметра просто нажимаем ручку соответствующего энкодера. Изменяемый разряд начнёт мигать. Вращением ручки меняем значение (с переходом через ноль и с увеличением старшего разряда или с уменьшением младшего), а для смены позиции курсора нажимаем ручку ещё раз. Курсор между разрядами перемещается по кругу от младшего к старшему. Выход из режима настройки автоматический по истечении определённого времени (задаётся в диапазоне от 5 до 100 сек. с помощью пользовательских настроек).

    Единственное неудобство вызвано небольшим весом прибора. При нажатии на ручку большим пальцем приходится остальными придерживать корпус сверху, чтобы он не двигался.

    А если придираться к мелочам, то мне не хватает яркости индикаторов режима работы «CC» и «CV». Дело в том, что данные индикаторы суть светодиоды, установленные вплотную к прозрачным областям передней панели. Из-за этого они не так хорошо различимы в светлом помещении. Особенно это касается зелёного светодиода режима «CV». Это не было бы особой проблемой, если бы данный индикатор не сигнализировал ещё и о работе выхода.

    Установка выходных значений напряжения и тока на «Тихоне» несколько отличается от таковой на MPS-3003D. На Matrix’е нам нужно включить выход, установить желаемое значение напряжения (причём это невозможно сделать при минимальном положении регуляторов установки тока «грубо» и «точно»), затем закоротить выходы и установить ограничение по току. У «Тихони» всё наоборот. Мы сначала устанавливаем желаемые значения напряжения и тока и только потом включаем выход. Впрочем, подстраивать параметры «на лету» можно на обоих приборах. Лично мне вариант «Тихони» нравится больше — уменьшается количество операций и необходимые параметры, в отличие от Matrix’а, отображаются и при отключенном выходе.

    Устройство запоминает какой разряд мы изменяли последний раз и при очередном входе в режим установки значения не придётся каждый раз перемещать курсор до нужного места.

    Не стоит и говорить о том, что последние установленные значения запоминаются при выключении питания. Но важно отметить, что устройство всегда включается с отключенным выходом, так что нет повода беспокоиться о случайной подаче неверного напряжения на нагрузку.

    Кстати, «Тихоня» имеет защиту от переполюсовки. То есть это не просто диод на выходе, а полноценное отключение выхода при подаче на него отрицательного напряжения. В видеоролике на сайте производителя этот момент очень хорошо отражён. Смотрите сами:
     


    Там же есть ролик о токовой защите. Тоже даёт определённое представление о работе прибора, когда нет возможности пощупать его вживую:
     



    Однако давайте перейдём к самому интересному – попробуем измерить выходные параметры прибора.

    Наибольший интерес вызывает точность соблюдения установленных значений, особенно под нагрузкой. Исходя из того, что максимальное выходное напряжение «Тихони» составляет 30 В, а ток – 5 А, вычисляем сопротивление нагрузки для максимальной мощности (150 Ватт) — оно равно 6 Ом. Найти такое сопротивление весьма проблематично и я использовал десять сопротивлений по 51 Ом, включенных параллельно. Поскольку их точность составляет 5%, удалось получить общее сопротивление в 5.68 Ома по показаниям мультиметра и 5.684 по закону Ома :-) – в режиме «CC» выходной ток составил 5 А, а напряжение – 28.42 В.

    Для измерений будем использовать следующий набор инструментов:
    • осциллограф «ATTEN ADS1102CA» – 100 МГц, 1 Гвыб./сек., подключен к сети через развязывающий трансформатор;
    • щуп PP510 с самодельной пружиной из медной проволоки, делитель в положении 1х;
    • мультиметр «Victor 86E».




    Мультиметр не претендует на звание сверхточного прибора, но в июле 2016 года он был откалиброван по поверенному калибратору Fluke 715:


    Вначале произведём замеры напряжения и тока. В левом столбце у нас будут значения, выставленные на источнике питания, а в правом – измеренные с помощью мультиметра. Необходимо учесть, что мультиметр имеет 22 000 отсчётов и пределы измерения тока в 200 мА и 10А, поэтому разрядность в замерах изменяется при переключении пределов.

    Сначала напряжения в режиме «CV» (вольты):




    Теперь ток в режиме «CC» (миллиамперы до значения 200 и далее амперы):




    Теперь измерим просадку напряжения в режиме «CC» с максимальным током (5 А). Измерения будем проводить всё тем же мультиметром на выходных клеммах прибора. Первый столбец таблицы содержит установленные значения, второй – отображаемые прибором в режиме «CC», третий – измеренные мультиметром.




    Показатели очень хорошие! И всё время держим в уме, что мультиметр у нас не самый точный измерительный прибор. Кстати, в режиме «CV» при установленном напряжении на выходе 12 В и при действующем токе 4.998 А индикатор «Тихони» показывал 12.00 В, а мультиметр – 12.001 В.
    Теперь перейдём к «микроскопу в мире напряжений» – к осциллографу.

    Осциллограммы будем снимать непосредственно с выходных клемм источника. Для измерения уровня пульсаций будем использовать закрытый вход осциллографа (режим AC) и включим ВЧ-фильтр для подавления наводок.

    Осциллограммы
    На выходе 30 В, нагрузка не подключена:



    Выход в режиме «CC», 28.42 В, 5 А:


    Как видим, на холостом ходу пульсации практически отсутствуют. И даже в самом тяжёлом режиме с почти максимальной нагрузкой они составляют 16-20 мВ. Впечатляет!

    Теперь давайте посмотрим переходные процессы. Установим триггер по нарастающему или спадающему фронту, в зависимости от того, что именно будем измерять. Вход осциллографа – открытый (режим DC). Обращаем внимание на шкалу времени – не всегда удавалось сохранить одинаковый масштаб.

    Устанавливаем на выходе 5 В, нагрузки никакой, включаем:

    Процесс занял 75 мс.

    Те же условия, но на выходе 10В:
    Разницы почти никакой – 80 мс.

    Давайте добавим небольшую нагрузку:
    Ничего не изменилось, всё те же 80 мс.

    Что ж, с холостым ходом проблем нет, всплесков не наблюдается и это замечательно.

    Перейдём к включениям в режиме ограничения тока («CC»). Поехали!

    Устанавливаем на выходе 10 В, а ограничение тока в 100 мА:

    Поднимем ток до 1А при тех же 10 В:

    И до максимальных 5-и ампер:

    Снова наблюдаем полное отсутствие всплесков, как в предыдущей серии замеров. Теперь мы уверены, что за нагрузку переживать не стоит. Выход на режим плавный и составляет порядка 50 – 80 мс.

    Давайте посмотрим как поведёт себя «Тихоня» при штатном отключении.

    На выходе 10 В, нагрузки нет, отключаем выход кнопкой на передней панели:
    Наблюдаем плавную разрядку выходного конденсатора.

    Теперь то же самое, но с небольшой нагрузкой:
    Тут и комментировать нечего.

    А теперь сымитируем пропадание питания устройства во время работы.

    На выходе 10 В, нагрузки нет:
    Видимо, сказывается импульсная природа устройства и мы наблюдаем какие-то явления. Но помним, что это нештатное выключение, да и нагрузка отсутствует.

    А вот то же самое, но с нагрузкой 500 мА:
    И в такой ситуации за нагрузку переживать не стоит.



    Под конец хочу высказать собственное мнение о регулируемом источнике питания «Тихоня» и о самой компании «E-Core».

    Я очень доволен приобретением. Небольшие габариты, малый вес, дискретная установка параметров, ток 5 А, пассивное охлаждение. Особо не представляю чем ещё полезным можно оснастить такой прибор. Хотя… Вольтметр! Было бы очень удобно иметь возможность по-быстрому посмотреть напряжение на нагрузке. Например, при зарядке АКБ.

    И знаете что? Я поделился своим пожеланием с разработчикам и они со мной согласились! Следующие версии «Тихони» будут обладать подобным функционалом, причём с настраиваемыми параметрами. И это не единственный момент, по которому мы вели переписку и пришли к взаимопониманию. Такие вещи очень радуют, хотя осознаёшь это далеко не сразу.

    Плюс ко всему, «E-Core» активно развиваются. В ассортименте их продукции, помимо ЛБП «Тихоня», есть и решения для «самоделкиных» — модуль на 30 В 10 А (подороже) и 30 В 6 А (подешевле) – этакие «мозги», на базе которых можно самому собрать регулируемый источник питания. А ещё готовится двухканальный «Тихоня» с возможностью параллельного и последовательного включения каналов.

    «Но это уже совсем другая история…»

     

    iamjdoe

    https://mysku.ru/blog/russia-stores/50443.html

     
    Категория: Блоки питания, Power Banks, зарядки... | Просмотров: 664 | Добавил: laptop | Рейтинг: 0.0/0
    Всего комментариев: 0
    Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
    [ Регистрация | Вход ]
    Волк слабее льва и тигра, но в цирке волк не выступает!
    Волк слабее льва и тигра, но в цирке волк не выступает!
    Волк - единственный из зверей, который может пойти в бой на более сильного противника.
    Если же он проиграл бой, то до последнего вздоха смотрит в глаза противника. После этого умирает...

    Праздники сегодня

    Поиск
    Календарь
    Архив записей
    Друзья сайта
  • Официальный блог
  • JEEP - the best! Mercedes - the best! Автомобильный портал города Бреста: технические характеристики с фото, авторынок, автоспорт...
    Наша кнопка
    IT новости с моего лаптопа...

    Внимание!
    Администратор сайта laptop.ucoz.ru не несет ответственности за содержание рекламных объявлений. Все используемые на сайте зарегистрированные товарные знаки принадлежат своим законным владельцам! Используемая со сторонних источников информация публикуется с обязательными ссылками на эти источники.
    Copyright Valeri N.Kravchuk © 2007-2024