Come scegliere un alimentatore da banco

Ci sono molti fattori da considerare e diverse importanti caratteristiche di base da comprendere quando si sceglie un alimentatore da banco per uso generico. Si preferiscono alimentatori compatti, più leggeri e con un ingombro ridotto, soprattutto se vengono forniti senza i tipici compromessi di un rumore di uscita più elevato e una risposta ai transienti più lenta. Questo articolo spiega le considerazioni essenziali per l’acquisto di un alimentatore da banco. Non tutti gli alimentatori da banco sono uguali; considera i tuoi requisiti chiave la prossima volta che acquisti una nuova attrezzatura.

Quando hai bisogno di un alimentatore di base (ne puoi trovare un’ampia scelta con ottimo rapporto qualità/prezzo qui), è abbastanza facile selezionare l’alimentatore giusto in base ai tuoi requisiti di tensione e corrente. Analogamente, quando si hanno requisiti specifici per un alimentatore con funzioni di sorgente e di misurazione, è semplice scegliere da un set di alimentatori per soddisfare le proprie esigenze. Dunque, identificare l’applicazione di cui hai bisogno ti aiuta a restringere le opzioni di acquisto per scegliere l’alimentatore ottimale.

Ad esempio, consideriamo un dispositivo sottoposto a test. Di quanta potenza hai bisogno? Richiederà la massima potenza in un punto specifico? La potenza massima richiede varie configurazioni di tensione e corrente? Qual è la gamma di potenza che vuoi fornire nelle tue applicazioni? Un altro punto da considerare è il tipo di carico che l’alimentatore deve alimentare: resistivo, induttivo o capacitivo, poiché il comportamento del carico può influenzare il tempo di risposta della programmazione della tensione.

L’interno di un alimentatore da banco per test.

Naturalmente, puoi anche considerare di scegliere un modello di potenza superiore per la futura espansione. Inoltre, più uscite sono vitali quando si testano più dispositivi contemporaneamente. Quando si sceglie un alimentatore con più uscite, occorre considerare se le uscite richiedono l’isolamento l’una dall’altra e le capacità di tracciamento dell’alimentazione. In molti casi, una singola uscita è sufficiente, ma alimentatori con più di una uscita offrono diversi vantaggi significativi.

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Caratteristiche di performance di un alimentatore

Molti ingegneri credono erroneamente che qualsiasi numero che appare su una scheda tecnica sia una specifica garantita. Tuttavia, le specifiche dell’alimentatore variano a seconda dell’applicazione. Esistono n pratica due tipi di specifiche: garantite e tipiche. Il produttore determina una specifica garantita attraverso un’analisi completa del test del prodotto. Il produttore è responsabile di qualsiasi incertezza che possa influire sulle prestazioni dei propri prodotti.

Un alimentatore stabilizzato programmabile in vendita sul web. Ne puoi trovare un’ampia scelta di modelli adatti per le tue esigenze qui.

Una specifica tipica è invece un valore medio o standard della capacità del prodotto. I risultati del test provengono dal set predeterminato di misurazioni prese da diverse unità di prodotto. Le seguenti caratteristiche chiave sono fondamentali nella scelta di un alimentatore da banco:

  • Precisione di rilettura: determina quanto sono vicini i valori misurati internamente al valore teorico della tensione di uscita dopo aver applicato la precisione di impostazione – ± (% del valore misurato + offset).
  • Risoluzione delle impostazioni: rappresenta la più piccola variazione nelle impostazioni di tensione o corrente selezionate sull’alimentatore. La specifica della risoluzione limita il numero di livelli discreti impostabili ed è definita da una combinazione di cifre dell’interfaccia utente disponibili e dal numero di bit nel convertitore digitale-analogico (DAC).
  • Regolazione del carico – Una misura per determinare se il canale di uscita può rimanere costante durante le variazioni del carico. Poiché l’impedenza del dispositivo sotto test cambia, il parametro regolato non dovrebbe cambiare in modo significativo.
  • Regolazione della linea – Questa è una misura della capacità dell’alimentatore di mantenere la sua tensione di uscita o corrente di uscita. Al contrario, la tensione e la frequenza di ingresso della linea AC variano nell’intero intervallo consentito. La tensione e la frequenza di linea influiscono sulla potenza disponibile per alimentare l’uscita, soprattutto quando si assorbe la massima corrente dall’alimentazione.
  • Risposta transitoria – Il tempo impiegato dalla tensione di uscita per tornare allo stato programmato dopo una variazione dirompente nella corrente di carico.
  • Connessioni di rilevamento: le capacità di rilevamento locale e remoto dell’alimentatore.
  • Interfaccia – Questo è il pannello frontale e LAN remota, GPIB, USB, RS232 e altro.
  • Ondulazione e rumore: bassa rumorosità, eccellente regolazione e capacità di rilevamento a distanza che riducono la caduta di tensione sui cavi di carico. Queste funzionalità sono caratteristiche chiave in un alimentatore.

Un’alimentatore da banco molto spartano ed economico.

Funzionalità di protezione e altre caratteristiche

La sicurezza viene sempre prima di tutto quando si tratta di un alimentatore. È essenziale disporre di una funzione di sicurezza dell’alimentazione e di una protezione del dispositivo sotto test in caso di guasto per evitare danni al dispositivo in questione. I circuiti di protezione nell’alimentatore possono limitare il flusso di tensione o corrente nel circuito e interromperanno l’alimentazione in caso di sovratensione o sovracorrente e avranno un limitatore di corrente.

Gli alimentatori sono disponibili in molte dimensioni e pesi. Ogni alimentatore offre vantaggi significativi in ​​base all’applicazione prevista. Gli alimentatori “switching” da corrente alternata (AC) a corrente continua (CC) e gli alimentatori “lineari” sono spesso termini fuorvianti per coloro che non li conoscono, ma oggi sono diventati importanti non solo per gli alimentatorini per smartphone, tablet e PC portatili, ma anche per gli alimentatori da banco o da laboratorio.

In pratica, gli alimentatori cosiddetti lineari accettano un ingresso AC (tipicamente 240 V AC o 120 V AC), riducono la tensione con un trasformatore, quindi rettificano e filtrano l’ingresso in un’uscita CC. Un alimentatore cosiddetto switching, invece, prende un ingresso AC, ma prima rettifica e filtra in CC, viene riconvertito in AC a una certa frequenza di commutazione elevata, abbassa la tensione con un trasformatore, dopodiché viene rettificato e filtrato in un’uscita CC.

La differenza tra i processi lineari e di commutazione è che consentono di utilizzare componenti diversi. L’alimentatore lineare è in genere meno efficiente, utilizza un trasformatore più grande e più pesante e componenti di filtro più grandi. L’alimentatore switching implica una maggiore efficienza grazie all’elevata frequenza di commutazione, che gli consente di utilizzare un trasformatore ad alta frequenza più piccolo e meno costoso, nonché componenti del filtro più leggeri e meno costosi.

Di seguito è riportato un elenco di vantaggi e svantaggi dell’alimentatore lineare:

Vantaggi

  • basso rumore di uscita
  • rapida risposta ai transienti
  • alta velocità di programmazione

Svantaggi

  • bassa efficienza
  • più raffreddamento richiesto
  • un livello più alto di radiazione magnetica a bassa frequenza.

Differenza fra un alimentatore lineare e uno switching in pratica.

Gli alimentatori a commutazione sono usati principalmente per applicazioni avanzate da banco di potenza superiore. Offrono un’eccellente risposta ai transienti, uscite a basso rumore e tempi di risposta rapidi. Alcuni alimentatori hanno un circuito down-programmer. Il circuito down-programmer può accendere il relè e isolare il dispositivo sotto test dalla sorgente di alimentazione quando riceve un segnale di attivazione di guasto. Comune è la protezione da sovratensione e sovracorrente.

L’inviluppo di potenza, il limitatore di corrente ed i canali

Se stai cercando un alimentatore da banco, ma non sei sicuro di cosa dovresti cercare in un apparecchio decente per il tuo spazio di lavoro, sono dell’opinione che quando stai alimentando i tuoi progetti avrai bisogno di un alimentatore versatile, preciso e stabile che non crei un buco nel tuo portafoglio. La prima cosa (e spesso le specifiche più importanti) che dovresti sapere è il campo in cui lavorerai, almeno la maggior parte delle volte. In particolare, intendo le specifiche del dispositivo in prova.

Un alimentatore stabilizzato da banco non può mancare nel tuo laboratorio.

Questo è il dispositivo che utilizzerai con la tua alimentazione da banco, quindi è di fondamentale importanza che il tuo dispositivo possa essere alimentato in sicurezza dal tuo alimentatore. Quando si tratta di potenza elettrica, devi essere consapevole di 4 unità: corrente, tensione, potenza e resistenza. Queste misurazioni sono tutte correlate tra loro con le semplice e ben note relazioni di Potenza = Tensione x Corrente e Tensione = Corrente x Resistenza.

È molto importante che se stai alimentando il tuo circuito con una certa tensione, l’alimentatore possa stare al passo con la corrente assorbita. L’inviluppo di potenza del tuo alimentatore sarà la specifica che conta a riguardo e si riferisce alla corrente possibile alle diverse tensioni. È possibile avere tutti i diversi tipi di alimentatori con diversi inviluppi di potenza, ma l’opzione più versatile è un inviluppo di alimentazione rettangolare. Ma che cosa significa, in pratica?

Grafico di esempio dell’inviluppo di alimentazione per un alimentatore.

Ciò significa che indipendentemente dal voltaggio, puoi sempre fornire una corrente massima, in sostanza sarai coperto se avessi bisogno di aumentare la limitazione di corrente della tua alimentazione e non preoccuparti di essere sotto-dimensionato per l’attività. Nota che diversi tipi di alimentatori possono avere diversi inviluppi di potenza. Alcuni alimentatori hanno inviluppi rettangolari per più intervalli. Altri hanno uscite con un inviluppo iperbolico, che fornisce una transizione più continua.

Il limitatore di corrente è un’altra caratteristica consigliabile di un alimentatore. In tal modo può essere uno strumento fantastico durante la prototipazione di circuiti. Saprai che sebbene tu possa fornire una corrente massima di diciamo 3A, ti sei limitato a un tetto di corrente più sicuro e hai protetto tutti i tuoi componenti. Oltre alla limitazione di corrente, potrai anche impostare la tensione della tua alimentazione se scegli un’alimentazione a tensione variabile.

È possibile acquistare alimentatori a tensione variabile o fissa, ma per un’alimentazione versatile, si vorrà senza dubbio un alimentatore a corrente costante a tensione variabile. La domanda successiva è di quanti canali avrai bisogno per il tuo alimentatore. Sono disponibili molte opzioni diverse, ma consigliamo almeno 2 canali per un’alimentazione da banco, in quanto consente di avere 2 alimentazioni attive contemporaneamente (pensa a tutti i progetti a 3,3V e 5V!)

Ogni canale nel tuo alimentatore avrà una risoluzione sia per la corrente che per la tensione fornita. La risoluzione si riferisce alla più piccola modifica possibile in queste specifiche con lo strumento. Ciò, ovviamente, riporta subito al tuo dispositivo sotto test. Ad esempio, se stai usando una scheda da 3,3V e vuoi alimentarla con il tuo alimentatore da banco; avrai bisogno di almeno una risoluzione di 0,1 V, che può essere regolata di solito con due manopole: regolazione grossolana o fine.

Dunque, un alimentatore lineare a 2 canali, 0-30 V CC, che fornisce fino a 3 A su ciascun canale, è ottimo sia per gli hobbyisti che per i tecnici. Dispone tipicamente di 2 display LED per canale con una risoluzione di 0,01 V / 0,01 A. Le manopole sul pannello frontale consentono di accedere a ciascun valore e di eseguire l’alimentazione in modalità indipendente, in serie o in parallelo, con un unico interruttore OUTPUT On / Off. Il prezzo è di solito buono come primo alimentatore da banco di un principiante. Li puoi trovare a poco ad es. qui.