FAQ – Часто задаваемые вопросы по блокам питания

Материал обновлён 19.05.2023
Время чтения: 20 минут

Важное в статье:

Подстроечный резистор предназначен для регулировки выходного напряжения, чтобы компенсировать его падения в линии потребителя.

Передача энергии по проводам сопровождается их нагревом и в результате - потери части энергии. Это проявляется в снижении напряжения в конце линии, у потребителя. При передаче энергии на дальние расстояния падение напряжения может быть ощутимым для чувствительного оборудования.

Для компенсации падения напряжения на конце линии необходимо поднять напряжение на самом приборе. Для этого используют подстроечный резистор. Управляя им, увеличивают напряжение на выходе до тех пор, пока в конце линии не будет номинальное значение (12 В, например).

Для подключения нескольких потребителей, разделения нагрузки или для разделения каналов (если у блока их несколько).

Несколько групп выходных клемм нужны для:

Если подключаются 2, 3 или более потребителей к источнику, то наличие нескольких клемм более удобно, чем сборка множества проводов на одной группе клемм. Также это обеспечивает более надежный электрический контакт с проводом.

Также нужно помнить, что в мощных блоках через клеммы протекают большие токи – от 30 до 100 А (в зависимости от мощности). Однако клеммы для БП рассчитаны всего на 15-25 А. Поэтому при включении приборов на полную мощность и использовании только одной группы клемм возможен их значительный перегрев.

Можно, но не все.

Мы не рекомендуем совместное использование ИП, если в них не предусмотрены цепи согласования.

Кажется, что источник питания работает также, как батарейка или аккумулятор, но в действительности это не так. Каждый БП конструируется для индивидуальной и независимой, от других источников, работы. Это, во-первых, электроснабжение пассивных потребителей. Однако каждый прибор содержит сложные схемы входных и выходных цепей, а также схемы защиты и обратной связи. В них все элементы настроены на определенный режим работы. Совместное же включение нескольких БП нарушает работу всех элементов схемы, и может привести к их повреждению.

Это связано с тем, что из-за незначительных, на первый взгляд, различий в напряжении и характеристиках элементов выходных цепей возникает взаимное влияние источников на работу друг на друга. И согласовать работу нескольких блоков, для устранения взаимного влияния – невозможно.

В качестве исключения можно выделить многоканальные ЛБП, допускающие объединение своих каналов для увеличения выходного напряжения или тока. Также существуют блоки имеющие линии согласования режимов работы, напримерMean Well SP-500-48. Однако даже они не могут полностью избавится от взаимного влияния.

Если вам требуется мощный источник постоянного тока, то мы сможем подобрать прибор с требуемыми характеристиками или предложим источники имеющие заводские линии согласования при совместной работе нескольких ИП.

Да.

Все, кроме некоторых бескорпусных, имеют тот или иной тип гальванической развязки.

Все современные БП, имеющие стабилизацию тока, защиты выходных цепей, конструируются с одним из двух видов гальванической развязки: трансформаторной или оптической. Гальваническая развязка применяется для обеспечения надежной работы, безопасности выходных цепей и защиты потребителей.

Она связывает выходные и входные цепи. По этой линии передается сигнал обратной связи на управляющий ШИМ-контроллером. В случае повреждения входных цепей – потенциал высокого напряжения не достигнет потребителя. На его пути «встанет» трансформатор или оптопара.

Параметры источника всегда должны соответствовать характеристикам установленным производителем блока.

Современные блоки питания способны «переварить» практически любые источники. Его можно подключить как к генератору, автомобильному инвертору, так и другим источникам тока.

Основное требование - вхождение в допустимый диапазон напряжений (220-240 В, например) и соответствие частоты тока (50 Гц).

Отдельно стоит отметить бензиновые (или дизельные) электрогенераторы. При их использовании уделяют внимание наличию устройств стабилизации тока. Так как ИБП и другая электронная техника могут выйти из строя из-за высокой чувствительности к высокочастотным помехам.

Также не стоит использовать высокочастотные источники тока без должной фильтрации, стабилизации тока.

Её наличие обеспечивает защиту потребителя, самого источника от различных аварийных режимов, возникающих на участках схемы «блок питания – линия – потребитель».

Практически все БП имеют защиту от перегрузки. Она обеспечивает минимальную защиту как самого блока, так и потребителя. Однако для надежного питания чувствительного оборудования, отдают предпочтение источнику с большим числом защит.

В БП и лабораторных блоках могут быть реализованы следующие виды защит: от короткого замыкания, перегрева, перегрузки и перенапряжения.

OPP (Over Power Protection) или OLP (Over Load Protection) – защита при превышении тока (мощности) потребляемого блоком. Защита реализуется ШИМ-контроллером, специализированной микросхемой или системой активной корректировки мощности PFC (Power Factor Correction).

OCP (Over Current Protection) – защита срабатывает при возникновении коротких замыканий на стороне нагрузки в линии или на самом потребителе, а также при появлении резких перегрузок по току. В случае срабатывания этой защиты источник автоматически отключает выходные цепи, предотвращая свое повреждение и возможность возникновения пожара на потребителе.

OTP (Over Temperature Protection) – обеспечивает защиту при превышении температуры внутри прибора. Причиной перегрева могут быть как внутренние факторы (перегрузка, неисправность), так и внешние (ухудшение теплоотвода, высокая температура окружающей среды). Контроль температуры осуществляется установленным на радиатор или плату термистором.

Дополнительно в рамках этой защиты в БП может встраиваться вентилятор охлаждения, обеспечивая управляемое или не управляемое активное охлаждение.

OVP (Over Voltage Protection) – защищает ИП при появлении на его клеммах напряжения превышающее номинальное или установленное пользователем (для регулируемых).

Эта защита полезна при зарядке аккумуляторов регулируемыми источниками.

Пульсации и шум относятся к нежелательным электрическим сигналам, которые могут быть на выходе питания.

Пульсации представляют собой низкочастотные изменения в постоянном напряжении или токе, которые возникают в результате неправильного фильтрования или нестабильности внутри источника питания. Они влияют на работу электронных компонентов, особенно на чувствительные цифровые устройства, вызывают некорректное функционирование или помехи в их работе.

Шум представляет собой высокочастотные электромагнитные помехи на выходе БП. Может возникать из-за перекрестных помех, нестабильности внутренних компонентов или других внешних источников. Он влияет на работу чувствительных аналоговых устройств, вызывая искажения или снижение качества сигнала.

Для измерения пульсаций и шума на выходе БП используют осциллографы или спектроанализаторы. Осциллограф измеряет амплитуду и форму пульсаций на временной оси, позволяя визуально оценить уровень шума. Спектроанализатор используется для измерения спектра частот шума и пульсаций на выходе источника питания, для определения их частотного состава.

Как правило, уровень пульсаций и шума указывается в спецификации источника в милливольтах (mV). Низкие значения означают стабильное, чистое питание. Однако следует помнить, что некоторые устройства могут быть более чувствительны к пульсациям и шуму, чем другие, поэтому необходимо учитывать требования конкретной системы.

Да, можно, но не любым.

Мы рекомендуем использовать для зарядки аккумуляторов специализированные зарядные устройства.

Действительно можно заряжать блоком аккумуляторные батареи (АКБ), но с учетом некоторых условий:

Однако использование неспециализированных приборов сопряжено с рядом проблем, таких как:

Часто выбирают БП напряжением, соответствующее номинальному напряжению аккумулятора. Однако в действительности для их зарядки требуется напряжение превышающее номинальное.

Так, для 12 В АКБ зарядное напряжение должно быть 13,5-14 В, для Li-Ion 3,7 В, аккумуляторов серии 18650 – 4,2 В, а для NiMH 1,2 В, аккумуляторов – 1,5 В.

Помимо достаточного напряжения, для зарядки, нужен еще и стабилизированный ток, обычно он составляет 10% от емкости аккумулятора.

То есть для аккумулятора в 1000 мАч нужен зарядный ток в 100 мА, а для АКБ 60 Ач – уже 6 А (хотя некоторые аккумуляторы могут заряжаться и большими токами: 30%, 50% и даже 100% от емкости АКБ).

В этом и заключается основная проблема, так как обычные ИП стабилизируют только напряжение (CV), но не ток (CC), то какой зарядный ток пойдет на аккумулятор – неизвестно.

Также обычным БП сложно контролировать сам процесс заряда. Ведь если перезарядить аккумулятор, то в лучшем случае он потеряет часть своей ёмкости, а в худшем – просто взорвется. Поэтому необходимо постоянно контролировать не только зарядный ток, но и напряжение самого аккумулятора.

Лучше всего для зарядки аккумуляторов подходят:

Для зарядки АКБ подходят следующие товары:

Часто возникает необходимость подключить потребителей постоянного тока к бытовой электрической сети. Это могут быть, например, звуковой усилитель или автомобильная магнитола, аккумуляторный инструмент или автомобильный компрессор. Очевидным решением кажется понижающий блок 220/12 В или 24 В.

Однако не все так просто. Для того чтобы не повредить источник нужно оценить тип нагрузки: постоянная или переменная. Будут ли присутствовать пусковые токи и будет ли отдача электроэнергии от потребителя блоку.

На основе этих сведений можно подобрать подходящий БП требуемой мощности.

LED светильники обладают постоянной во времени мощностью и являются идеальным потребителем для большинства ИП.

Для такого потребителя мощность источника подбирается максимально близко к его собственной:

(мощность потребителя) ≤ (мощности блока питания)

Здесь выбор несколько сложнее. Усилители имеют переменную мощность, которая зависит от максимальной громкости и от силы выдаваемого сигнала.

Также стоит обратить внимание, что производители указывают выходную мощность усилителя, а не потребляемую из сети. Поэтому расчет требуемой мощности нужно корректировать с учетом КПД усилителя.

Их КПД можно примерно оценить по классу усилителя:

(мощность усилителя) х (КПД) ≤ (мощности блока питания)

Это самая неоднозначная нагрузка для БП. Как и любой двигатель, коллекторные машины постоянного тока, при пуске, создают повышенный пусковой ток. Для двигателей небольших мощностей он превышает номинальный ток в 3-5 раз. Это обусловлено инерцией ротора и полезной нагрузкой на валу.

Поэтому применять БП без соответствующего запаса по мощности нельзя. При неверном подборе, в лучшем случае сработает токовая защита, а в худшем – блок выйдет из строя.

(3-5) х (мощность двигателя) ≤ (мощности блока питания)

Один из методов снижения пусковых токов - устройства плавного пуска или шунтирующего реостата.

Если у двигателя есть «свободный выбег», то есть после отключения от питания мотор не останавливается, то он начинает работать как генератор отдавая ток обратно в прибор. Это может привести к повреждению блока если не использовать схемы соответствующие защиты.

Здесь также применяются коллекторные двигатели, однако у аккумуляторного инструмента (АИ) есть свои отличия. Во-первых, практически все АИ имеют устройство плавного пуска. Тот же шуруповерт можно запустить с разной скоростью вращения, нажимая на курок с различным усилием. А это означает, что проблема пусковых токов здесь уже решена.

Во-вторых, инструмент имеет сильную переменную нагрузку, которая сильно зависит от режима работы мотора. При работе без нагрузки инструмент потребляет минимальную мощность, однако при максимальной – потребляемый ток многократно возрастает. Как раз это и нужно учитывать.

При выборе БП для подключения инструмента следует вначале измерить потребление в момент его наибольшей нагрузки.

(пиковая мощность инструмента) ≤ (мощности блока питания)

Указанная на блоке информация и условные обозначения используются для определения характеристик БП и оценки назначения его клемм и разъемов.

На любом лабораторном или обычном БП можно обнаружить различные знаки и обозначения. Информация, указанная на них важна для правильного подключения, безопасной эксплуатации источника и потребителя.

200-240VAC – Допустимый диапазон входного напряжения;

110/220V – Номинальное напряжение (указывается у переключателя напряжения);

AC IN, AC Input – Вход переменного тока;

W – Номинальная мощность в ваттах (например, 150W);

FG – Клемма для подключения заземляющего провода;

L – Клемма для подключения фазного провода;

N, NC – Клемма для подключения нулевого провода;

DC IN, DC Input, IN+ (IN–) – Вход постоянного тока (общее обозначение группы клемм для DC-DC и DC-AC);

DC OUT, DC Output – Выход постоянного тока (общее обозначение группы клемм для DC-DC и DC-AC);

CH – Обозначение изолированного выходного канала (при наличии нескольких каналов);

V+, DC+, OUT+, POS+ – Выход положительной полярности;

V–, DC–, OUT–, NEG– – Выход отрицательной полярности, при наличии клеммы G или GND. При отсутствии клеммы «земля» – выход нулевого потенциала;

G, GND, Ground – Выход нулевого потенциала («земля»);

0-24V – Диапазон регулировки выходного напряжения (для регулируемых БП);

0-10A – Диапазон регулировки выходного тока (для регулируемых БП). Для не регулируемых блоков – диапазон допустимой токовой нагрузки. Если минимальное значение токового диапазона не равно нулю (например, 0,5-5 А), то подключение нагрузки создающей меньший ток не допускается.

+S, –S, RS+, RS–, +SENSE, –SENSE – клеммы предназначены для отслеживания падения напряжения, подаваемого потребителю (нагрузке);

RC+, RC–, RC, RCG – контакты для дистанционного управления (Remote Control);

P, P+, LP, CS – клемма используются, в сочетании с клеммой R.C.G, P– или G (служебной группы контактов), для согласования работы нескольких блоков с общей нагрузкой;

POK, PWR_OK, DC_OK – клеммы для передачи сигнала POK («Power Good» и «Power Fail»). Предназначены для подключения внешних устройств, отслеживающих включение и отключение источника питания. Напряжение сигнала обычно ограничено и не превышает 5-6 В. Сигнал формируется при включении с определенной задержкой после достижения номинального напряжения на выходе и отключается перед его выключением.