Bộ nguồn lập trình tuyến tính hoạt động như thế nào? Nguyên tắc thiết kế là gì?
Bộ nguồn lập trình được sử dụng rộng rãi trong thử nghiệm và đo lường nhiều loại sản phẩm điện tử và cũng đang mở rộng sang các ngành công nghiệp khác. Bộ nguồn có thể lập trình được sử dụng trong ngành mạ điện truyền thống, có thể cải thiện đáng kể chất lượng và khả năng tự động hóa của các sản phẩm mạ điện. Giảm chi phí. Ngoài ra, do hiệu quả cao của nguồn điện có thể lập trình, mức tiêu thụ năng lượng trong nhiều ngành công nghiệp truyền thống có thể giảm đáng kể.
Tiếp theo, chúng tôi sẽ mô tả cách thức hoạt động của bộ nguồn khả trình tuyến tính.
Mô hình thiết kế cơ bản của một bộ nguồn bao gồm các thiết bị chỉnh lưu, tải và các thành phần điều khiển mắc nối tiếp.
Sơ đồ mạch đơn giản của nguồn điện chỉnh lưu nối tiếp. Nó bao gồm một bộ điều chỉnh trước (như một bộ ngắt mạch) để điều khiển pha và một phần tử nối tiếp có trở kháng thay đổi. Bộ điều chỉnh trước được điều khiển theo pha giúp giảm thiểu sự tiêu hao năng lượng bằng cách duy trì tỷ lệ bỏ học thấp ổn định trên các phần tử nối tiếp. Mạch điều khiển phản hồi liên tục giám sát đầu ra của nguồn điện và điều chỉnh trở kháng nối tiếp để ổn định điện áp đầu ra liên tục.
Thiết bị biến trở nối tiếp trong nguồn điện thực sự bao gồm một hoặc nhiều bóng bán dẫn công suất hoạt động ở chế độ tuyến tính, do đó, nguồn điện sử dụng loại bộ chỉnh lưu này thường được gọi là nguồn điện tuyến tính. Bộ nguồn tuyến tính có nhiều ưu điểm. Với độ ổn định cao và độ ồn thấp, đây là giải pháp năng lượng dễ dàng và hiệu quả nhất trong lĩnh vực R&D.
Bộ nguồn là bộ nguồn dải kép có thể có điện áp cao hơn khi dòng điện thấp hơn và dòng điện cao hơn khi điện áp thấp hơn. Với bộ nguồn một dải thông thường, công suất đầu ra chỉ ở mức tối đa khi cả đầu ra điện áp và dòng điện đều ở mức tối đa. Bộ nguồn tuyến tính có hai phần có thể cung cấp công suất đầu ra tối đa khi hai phần có điện áp và dòng điện đầu ra tối đa. Khi sử dụng nguồn điện dải kép, có một điểm nối ở giữa cáp thứ cấp từ máy biến áp chính, gần phích cắm đầu cuối. Một công tắc phía trước bộ điều chỉnh trước có thể được bật trực tiếp giữa hai đầu ra này và đầu ra phía sau đã được xác định. Chế độ điện áp cao, dòng điện thấp hoặc chế độ điện áp cao-dòng điện thấp. Kỹ thuật này rất hiệu quả trong việc giảm mức tiêu thụ điện năng của các thiết bị nối tiếp.
Về hiệu suất, các bộ nguồn tuyến tính có các đặc tính nguồn và tải tuyệt vời, đồng thời có thể đáp ứng nhanh chóng với các thay đổi của lưới và tải. Do đó, điều chỉnh dòng, điều chỉnh tải và thời gian phục hồi quá độ tốt hơn hầu hết các bộ nguồn chuyển mạch. Bộ nguồn tuyến tính có nhiều ưu điểm khác như: gợn và tiếng ồn cực thấp, chịu được sự thay đổi nhiệt độ môi trường và độ tin cậy cao.
Trong nguồn điện tuyến tính có thể lập trình, mạch điều khiển kỹ thuật số điều khiển mức điều khiển đầu ra của DAC để điều khiển trực tiếp giá trị điện áp được lập trình của nguồn điện. Đầu ra của nguồn điện sẽ đồng thời gửi một điện áp đến mạch điều khiển để cho biết nó có điện áp đầu ra mong muốn. Sau khi mạch điều khiển nhận thông tin điện áp từ đầu ra, nó sẽ gửi thông tin đến màn hình. Theo cách tương tự, mạch điều khiển cũng thông báo cho các thiết bị khác về trạng thái đầu vào và đầu ra của bộ cấp nguồn thông qua giao diện PC như GPIB, RS-232, USB hoặc LAN. Các giao diện PC này được nối đất trực tiếp và cách ly quang được sử dụng giữa mạch điều khiển và nguồn điện.
Bộ nguồn DC tuyến tính rất phức tạp để thiết kế và hoạt động rất tốt. Tuy nhiên, vấn đề chính là hiệu quả tương đối thấp. Ở công suất đầu ra tối đa, hiệu suất thường không đạt 60 phần trăm. Nếu điện áp đầu ra được đặt thấp hơn, hiệu suất sẽ giảm hơn nữa. Khi sức mạnh tăng lên, khối lượng và trọng lượng cũng tăng theo tỷ lệ thuận. Do đó, các bộ nguồn chế độ chuyển mạch thường được sử dụng nhiều hơn trong các bộ nguồn hiệu suất cao.
