На рынке представлено большое число источников питания, предназначенных для решения различных задач. В данной статье подробно рассмотрим продукцию одного из основных направлений деятельности компании Delta Elektronika B.V. (Нидерланды), ведущего производителя профессиональных источников питания, – лабораторные источники питания.

В этом обзоре рассмотриваются характеристики и отличительные особенности каждой из трех серий производимых компанией лабораторных источников питания: SM, EST и ES.

Серия SM – флагман линейки источников питания включает программируемые лабораторные изделия как настольного исполнения, так и под 19”-стойки (рис.1). Мощность источников питания серии составляет от 800 до 6000 Вт (один выход), номинальное значение выходного напряжения – от 7,5 до 660 В, номинальное значение выходного тока – от 2 до 400 А (табл.1). В источниках предусмотрены функция обратной связи по напряжению, возможность внешнего аналогового программирования выходных параметров и программирования выходных параметров через интерфейсы. Источники имеют широкий набор дополнительных опций, позволяющих расширять их функциональные возможности. Рассмотрим некоторые из них.

Рис. 1. Источник питания SM-серии

Таблица 1. Основные параметры источников питания серии SM

Опции серии SM

«Поглощение мощности» (Power Sink).

Источник питания с такой опцией может не только передавать энергию из сети в нагрузку, но и потреблять энергию нагрузки (без передачи ее в сеть). Опция позволяет работать с электродвигателями, функционирующими не только в двигательном, но и в тормозном режиме (в двух квадрантах), без использования дополнительных устройств. Если стандартный источник питания применяется для управления двигателем, работающим в двух квадрантах, без дополнительных устройств защиты, то при переходе двигателя в тормозной режим энергия отдается в цепь питания двигателя, и напряжение на выходе источника питания вследствие дополнительного заряда его выходных сглаживающих конденсаторов повышается. Это приводит к срабатыванию защиты от перенапряжения на выходе источника питания и его отключению. Для сброса состояния, вызванного сработавшей защитой от перенапряжения, обычно необходимо отключить сетевое питание, что крайне неудобно и приводит к отключению питания системы в течение этого периода.

В источниках питания SM серии с опцией «Поглощение мощности» установлена цепь рассеивания энергии, позволяющая рассеивать 10–20% номинальной мощности источника питания. Кроме того, эта опция обеспечивает быстрый спад выходного напряжения при изменении сигнала управления. С помощью опции можно получать время спада выходного напряжения на уровне времени его нарастания независимо от значения подключаемой нагрузки.

«Высокое быстродействие» (High Speed).

В ряде применений требуется высокое быстродействие источника питания. Источники питания SM-серии, предназначенные для таких систем, выпускаются в высокоскоростном исполнении с опцией «Высокое быстродействие». Эта опция увеличивает скорость нарастания и падения напряжения на выходе источника питания в 10–20 раз, что, в частности, позволяет управлять нагрузками лазерных и плазменных установок, систем автоматического тестирования.

Контроллер управления по Ethernet.

Основные функции, которые позволяет реализовать этот контроллер, – задание и контроль выходных параметров, режима постоянного тока, контроль достижения ограничений по току и напряжению, ошибок по входу или выходу, контроль перегрева и пр. Кроме того, он позволяет дистанционно включать/выключать источник питания. Контроллер имеет собственную энергонезависимую память команд, содержащую до 25 их последовательностей по 2000 шагов каждая. Благодаря этому источник питания способен выполнять функции программируемого генератора: устанавливать выходные токи и напряжения, задавать шаг изменения параметров, увеличивать или уменьшать значения тока и напряжения, задавать комбинации очень быстрых или медленных последовательностей. Контроллер управления по Ethernet доступен и в виде внешнего модуля.

Кроме представленных опций можно отметить следующие:

– встроенные контроллеры управления по интерфейсам CANopen, Profibus, IEEE488 и RS-232;

– установленные в ручках настройки тока и напряжения вместо потенциометров энкодеры, срок службы которых больше;

– подстроечные потенциометры для задания значений тока и напряжения, предназначенные для предотвращения случайного изменения настроек. Для этой опции ручки настройки напряжения и тока размещены на задней панели, с передней панели настройка осуществляется подстроечными потенциометрами, доступными через отверстия в лицевой панели при помощи отвертки;

– увеличенные примерно на 10% максимальные значения напряжения и тока;

– повышенная изоляция;

– размещение выходов на лицевой или задней панели.

Cерия SM3300 (рис.2) – новинка, результат нового этапа развития источников питании компании Delta Elektronika B.V. (табл.2). Серия имеет принципиально новую цифровую архитектуру. Все предыдущие источники питания серии SM – аналоговые устройства, что накладыват на них определенные ограничения. Так, наряду с аналоговым интерфейсом в источнике питания SM может быть установлен только еще один интерфейс. Кроме того, опциональные интерфейсы (Ethernet, CANopen, Profibus или IEEE488) в обязательном порядке должны устанавливаться и настраиваться на заводе-производителе. Безусловно, эти требования не влияют на качество изделия, что подтверждается успешным опытом эксплуатации таких источников питания в мире, однако не во всех случаях это удобно.

Все указанные сложности напрямую следуют из основных характеристик аналоговой платформы, на основе которой построены источники серии SM, а значит решить эти проблемы можно только путем кардинального изменения архитектуры источника питания. Именно эта задача и была решена командой разработчиков Delta Elektronika B.V. в процессе работы над новой серией источников питания SM3300.

Рис.2. Источник питания SM 3300-серии

Таблица 2. Основные параметры источников питания серии SM3300

Новая платформа источника питания – полностью цифровая с развитой модульной структурой. Благодаря этому расширены функциональные возможности и возможности управления источника, стал возможен процесс его модификации. Вот некоторые нововведения:

– оформление опциональных интерфейсов, ранее реализуемых на размещаемых в корпус печатных платах, в виде отдельных модулей, устанавливаемых в слоты на задней панели источника питания. Благодаря этому замена одного интерфейса на другой не составляет никакого труда и не требует специальных условий;

– возможность одновременного использования до четырех различных интерфейсов;

– реализация в стандартной модели ряда ранее предлагавшихся опций: блокировка ручек установки защиты от случайного сбоя настроек, установка энкодеров в ручках управления, высокое входное напряжение (для серии SM3300 – от 180 до 528 В), повышенное значение напряжения испытания изоляции выход-корпус, интерфейс Ethernet и встроенный программируемый контроллер;

– уменьшение высоты источников питания до 2U;

– ЖК-дисплей и меню, упрощающее настройку источника питания.

Источники питания EST-серии (рис.3). Предназначены для применения в лабораторных условиях. Выпускаются в настольном исполнении. Основные характеристики: мощность – 150 Вт, три независимых гальванически, не связанных выхода, диапазон выходного напряжения – от 0 до 20 В, диапазон выходного тока – от 0 до 5 A (табл.3). В зависимости от схемы подключения источник позволяет получать различные комбинации выходных напряжений и токов.

Рис.3. Источник питания EST-серии

Таблица 3. Основные параметры источников серии EST

Источники питания ES-серии (рис. 4). Мощность источников серии – 150 и 300 Вт, (один выход), номинальные значения выходных напряжений – от 15 до 300 В, номинальные значения выходных токов – от 450 мА до 10 А (табл.4). Регулировка выходного тока и напряжения осуществляется от нуля до номинального значения. Данные серии Источники питания серии выпускаются как в настольном исполнении, так и  с возможностью установки в 19²-стойки. Источники питания ES-серии имеют такие дополнительные опциональные возможности, как контроль падения выходного напряжения на нагрузке и соответствующая его регулировка в зависимости от длины провода, внешнее аналоговое программирование выходных параметров, программирование выходных параметров через интерфейсы Ethernet, RS232 и IEEE488. Кроме того, возможно последовательное или параллельное подключение нескольких источников питания.

Рис.4. Источник питания ES-серии

Таблица 4. Основные параметры источников серии ES

Из рассмотренного модельного ряда лабораторных источников питания компании Delta Elektronika B.V. можно выделить одно из важных достоинств продукции компании – гибкость предлагаемых решений, благодаря большому числу предлагаемых опциональных возможностей. Обычно разработчику или пользователю необходим ограниченный ряд возможностей и приобретение дорогого продукта с избыточным числом опций, не всегда оправдано. В случае с продукцией Delta Elektronika, каждый может подобрать только тот набор возможностей, который ему действительно необходим, и получить на этом дополнительную экономию.