Fundamentele sursei de alimentare Moduri de funcționare, teledetecție, undă și zgomot - NI

Prezentare generală

Cuprins

  • Ce este o sursă de alimentare DC programabilă?
  • Moduri de tensiune constantă și curent constant
  • Luați măsurători cu o sursă de alimentare DC programabilă
  • Detecție la distanță
  • Specificații comune ale surselor de alimentare DC
  • rezumat
  • Resurse suplimentare de instrumentare

Ce este o sursă de alimentare DC programabilă?

Utilizată în mod obișnuit în aplicații de cercetare, proiectare, dezvoltare și producție, o sursă de alimentare DC este un instrument care poate furniza energie DC unui dispozitiv conectat. Un dispozitiv conectat la o sursă de alimentare poate fi denumit încărcare, dispozitiv sub test (DUT) sau unitate sub test (UUT), în funcție de context. Pentru a caracteriza un DUT sau pentru a testa dacă un DUT funcționează conform așteptărilor, mai multe surse de alimentare DC au capacitatea de a furniza simultan energie și de a măsura tensiunea sau curentul tras de DUT. De obicei, sursele de alimentare furnizează un curent constant sau o tensiune constantă și monitorizează tensiunea sau căderea de curent rezultate. O sursă de alimentare DC programabilă poate fi automatizată folosind un PC pentru a comunica cu dispozitivul. Unele surse de alimentare DC programabile pot stoca secvențe de ieșire sau măsurători în memoria internă, în timp ce altele pot gestiona doar acțiuni imediate.

fundamentele

figura 1. Multe dintre sursele de alimentare DC funcționează în cadranul I, asigurând tensiune pozitivă sau curent pozitiv sau în cadranul III, asigurând tensiune negativă și curent negativ.

Referindu-ne la diagrama I-V din Figura 1, majoritatea surselor de alimentare DC funcționează în Quadrant I, furnizând tensiune negativă și curent pozitiv, sau Quadrant III, furnizând tensiune negativă și curent negativ. Formula pentru calcularea puterii DC este P = V x I. În Cadrantul I, tensiunea și curentul sunt pozitive; în Quadrant III, tensiunea și curentul sunt negative. În ambele cazuri, atunci când introduceți numerele în formula de putere, rezultatul este o putere pozitivă, care se numește sursă. Atunci când funcționează în Quadrant II și IV, rezultatul este o putere de ieșire negativă, care se numește scufundare. La aprovizionare, energia este generată în sursă și disipată în DUT. La scufundare, puterea este generată în DUT și disipată în sursă.

Unele dispozitive numite unități de măsurare a sursei (SMU) pot funcționa în toate cele patru cadrane, furnizând și absorbind puterea. S-ar putea să credeți că o SMU este o baterie reîncărcabilă ideală. Când conectați bateria la încărcător, bateria atrage sau absoarbe energie din încărcător. Deci, atunci când deconectați bateria de la încărcător și o utilizați pentru a alimenta o lanternă, o baterie devine o sursă care furnizează energie becului. SMU-urile sunt utilizate în mod obișnuit pentru a caracteriza bateriile, celulele solare, sursele de alimentare, convertoarele DC-DC sau alte dispozitive generatoare de energie.


Un alt factor de diferențiere între o sursă de curent continuu și o SMU este acuratețea. Unele aplicații sunt deosebit de solicitante și necesită o precizie mai mare decât ceea ce poate oferi o sursă de alimentare tipică. Este obișnuit ca SMU-urile să aibă o precizie ridicată în gama µV sau pA, motiv pentru care sunt adesea preferate atunci când precizia sursei și a valorilor măsurate este importantă și aplicația necesită o sensibilitate mai mare decât cea a unei surse de alimentare tipice. Precizia este discutată mai detaliat în nota tehnică Calitatea eșantionării analogice: acuratețe, sensibilitate și zgomot și puteți citi mai multe despre SMU-uri în Ce este o unitate de măsurare a sursei (SMU)?

Moduri de tensiune constantă și curent constant

Pe lângă înțelegerea diferențelor dintre puterea de alimentare și absorbția, este de asemenea important să înțelegeți diferența dintre modul de tensiune constantă și modul de curent constant. Sursele de alimentare DC programabile pot funcționa fie în modul de tensiune constantă, fie în modul de curent constant, în funcție de nivelurile de ieșire dorite și de condițiile de încărcare.

Mod de tensiune constantă

În modul de tensiune constantă, care este uneori denumit modul controlat de tensiune, o sursă de alimentare se comportă ca o sursă de tensiune, menținând tensiunea la constantă între bornele de ieșire în timp ce ieșirea de curent variază, în funcție de condițiile de sarcină.. Dacă rezistența la sarcină se schimbă, legea lui Ohm (V = I x R) prevede că și curentul furnizat trebuie să se modifice proporțional pentru a menține nivelul tensiunii de ieșire a sursei de alimentare. Dacă rezistența DUT scade brusc, atunci sursa de alimentare crește curentul pentru a menține tensiunea constantă.

Utilizând o sursă de alimentare DC programabilă, puteți seta limita de curent dorită. Dacă încărcarea dvs. încearcă să atragă mai mult curent decât permite limita de curent programată, atunci sursa de alimentare începe să funcționeze corespunzător, ceea ce înseamnă că sursa de alimentare nu poate atinge nivelul necesar de tensiune de ieșire fără a încălca limita de curent programată de utilizator pe loc. În acest moment, sursa de alimentare trece la modul de curent constant și curentul este menținut la limita de curent. Acest nivel fundamental de rezistență la sarcină este cunoscut sub numele de rezistență compatibilă, care poate fi calculată prin împărțirea punctului de bază al tensiunii la limita de curent. Alte denumiri comune pentru rezistența compatibilă sunt rezistența critică și rezistența la încrucișare.