Zasilacze z ustawianiem cyfrowym
Zasilacz stabilizowany jest przydatnym narzędziem również w warsztacie samochodowym.
W poprzednim artykule serii poświęconej zasilaczom warsztatowym zostały omówione zasilacze analogowe stabilizowane z analogowym ustawianiem parametrów pracy, czyli napięcia wyjściowego i maksymalnego prądu czerpanego z wyjścia zasilacza. Osobną grupę zasilaczy warsztatowych stanowią zasilacze z cyfrowym ustawianiem parametrów pracy (fot. 1). Pozostała część układu zasilacza jest analogowa. Na rynku spotyka się też zasilacze z przetwornicą dc/dc napięcia nazywane zasilaczami impulsowymi. Zasilacze takie charakteryzują się małymi rozmiarami, jednak ze względu na stosunkowo duży poziom zakłóceń powstających w procesie przetwarzania mają niewielu zwolenników.
Ustawianie parametrów pracy
Zasilacze z cyfrowym ustawianiem parametrów pracy są pozbawione typowych pokręteł. Rolę ich spełnia klawiatura. Na rynku są dostępne zasilacze z klawiaturą numeryczną umożliwiające bezpośrednie wprowadzanie danych konfiguracyjnych lub z uproszczoną klawiaturą służącą do zwiększania i zmniejszania ustawianej wielkości i wyboru ustawianej cyfry (przesuwanie w lewo lub prawo). Cyfrowe sterowanie powoduje, że wielkość ustawiana (napięcie, prąd) nie zmienia się w sposób ciągły, lecz z niewielkim skokiem. Skok ten jest nazywany rozdzielczością ustawiania. Układ sterujący zawiera mikroprocesor z precyzyjnym przetwornikiem c/a umożliwiającym uzyskanie odpowiedniej rozdzielczości ustawiania, np. 10 mV (w przypadku napięcia) i 1 mA (w przypadku prądu).
Wyświetlacz
Zasilacz ze sterowaniem cyfrowym jest zwykle wyposażony w kilkurzędowy wyświetlacz cyfrowy z podświetleniem, wskazujący nie tylko ustawione napięcie wyjściowe i maksymalny prąd wyjściowy. Gdy jest to wyświetlacz graficzny (dot matrix), to może on też wyświetlać komunikaty sygnalizujące stany zasilacza (np. stabilizacja napięcia, stabilizacja prądu, odłączenie stopnia wyjściowego) lub ostrzeżenia.
Praca dwuzakresowa (Dual Range)
Jest to przydatne rozwiązanie konstrukcyjne pozwalające w większym stopniu korzystać z możliwości energetycznych zasilacza niż w przypadku zasilaczy konwencjonalnych. Zasilacze warsztatowe z tą funkcją mogą “wydać” z siebie prąd dwukrotnie większy od znamionowego (maksymalnego), gdy napięcie wyjściowe jest mniejsze od połowy napięcia znamionowego (maksymalnego). Tak więc zasilacz o napięciu znamionowym 30 V i prądzie 2 A jest w stanie dostarczyć prąd równy 4 A w zakresie napięć wyjściowych od 0 do 15 V.
Zasilacze wielokanałowe
Zasilacze takie są droższe od konwencjonalnych. W porównaniu z nimi charakteryzują się jednak uniwersalnością. Spotyka się zasilacze dwu- i trójkanałowe ze wspólnym i rozdzielonym zaciskiem masy. Należy zaznaczyć, że większość zasilaczy ma osobne wyprowadzenie masy obudowy, z którą można połączyć plus lub minus napięcia wyjściowego zasilacza.
Fot. 1. Zasilacz laboratoryjny dwuzakresowy LPS-302 firmy Motech.
Podobnie jak w przypadku zasilaczy w pełni analogowych, zasilacze analogowe ze sterowaniem cyfrowym mogą pracować w połączeniu szeregowym, aby zwiększyć dwukrotnie napięcie wyjściowe lub w połączeniu równoległym, aby zwiększyć prąd wyjściowy (przy wszystkich ograniczeniach tego ostatniego trybu). Jeśli tryby te mają być realizowane w ramach jednego zasilacza, to musi on się składać z dwóch oddzielnych zasilaczy z izolacją galwaniczną, tj. z własnymi zaciskami masy.
Często spotyka się też zasilacze dwukanałowe, lecz mające wspólny zacisk masy (i osobny zacisk masy obudowy). Zasilacze składowe takiego zasilacza nie mogą pracować w połączeniu równoległym, mogą za to dostarczać napięcie symetryczne, czyli np. ±15 V (wykorzystywane do zasilania wzmacniaczy operacyjnych) (fot. 2). Do ustawiania napięcia wyjściowego symetrycznego tylko jednym pokrętłem oraz maksymalnego prądu wyjściowego (drugim pokrętłem) służy funkcja “śledzenia” (Dual Tracking).
Fot. 2. Zasilacz laboratoryjny napięcia symetrycznego ze sterowaniem cyfrowym LPS-305 firmy Motech.
W zasilaczach wielokanałowych spotyka się czasem jeszcze jeden kanał przeznaczony do zasilania układów cyfrowych TTL. Z wyjścia takiego kanału można czerpać prąd wyjściowy, bez możliwości regulacji jego wartości maksymalnej. Nie można też regulować napięcia wyjściowego. Jest ono ustawione na stałe na +5 V. Niektóre wersje zasilaczy umożliwiają przeprogramowania napięcia wyjściowego na inne, np. 3,3 V.
Funkcje dodatkowe
Cyfrowe sterowanie parametrami zasilacza pozwala też na realizację wielu przydatnych funkcji dodatkowych zwiększających komfort obsługi i zakres zastosowań zasilacza. Do najważniejszych należy interfejs szeregowy RS-232C, choć w bardziej zaawansowanych technicznie konstrukcjach można spotkać interfejs GPIB. Oczywiście interfejs nie przyda się na nic, jeśli nie ma się do niego oprogramowania. Wielu producentów przyrządów pomiarowych (w tym też zasilaczy) zrzuca konieczność sporządzenia oprogramowania na użytkownika. Stąd też niektórzy dystrybutorzy zasilaczy sami opracowują potrzebne oprogramowanie. Bardziej zaawansowane programy do obsługi zasilaczy umożliwiają nie tylko zdalne ustawianie parametrów wyjściowych zasilacza, a np. pracę zasilacza z napięciem wyjściowym narastającym lub opadającym stopniowo, pracę w pętli (powstaje wtedy swojego rodzaju generator) itd. Procesor pracujący w układzie sterowania ustawianiem napięcia i prądu wyjściowego jest wykorzystywany na przykład do realizacji “inteligentnego” chłodzenia wnętrza zasilacza. Wentylator chłodzący włącza się automatycznie tylko wtedy, gdy warunki chłodzenia przekroczą znamionowe (ustawione fabrycznie).
Leszek Halicki
Labimed Electronics
Komentarze (0)