Однако новейшие модели предлагают ряд существенных преимуществ, а также ряд новых и полезных функций, которые помогают сократить время настройки и работы, обеспечивая больший контроль и гибкость для современных тестовых установок.
Приоритеты проектирования современных электронных изделий меняются, и эти изменения влияют на ожидания от лабораторных источников питания. Растущая тенденция к уменьшению размеров и стоимости печатных плат при одновременном добавлении все большего количества функций увеличивает потребность инженеров в выполнении таких задач, как характеризация устройств и проверка на стенде. Аналогично, растущий переход к портативному и работающему от батарей оборудованию повышает важность точных измерений энергопотребления. В то же время растущее давление на повышение производительности и сокращение времени выхода на рынок побуждает инженеров искать большую ценность и возможности в более компактном и удобном в использовании тестовом оборудовании для таких задач, как характеризация устройств. Компания Agilent Technologies и другие ведущие производители проанализировали эти тенденции и выпустили новейшие решения для настольных и стоечных источников питания для сервисных и опытно-конструкторских лабораторий.
Высокоточный источник питания:
Чтобы удовлетворить потребности в более компактном, функциональном и универсальном оборудовании, новейшие линейки источников питания предлагают несколько независимо регулируемых выходных каналов с индивидуальными порогами защиты. Эти устройства позволяют инженерам удовлетворять большинство требований к питанию для приложений общего назначения, используя один источник питания. Это не только экономит место на рабочем столе, но и сокращает время настройки и позволяет избежать повторной регулировки источника питания при последовательном тестировании новых плат.
Несколько выходных каналов позволяют подключать источник питания к современным платам, которые часто имеют несколько силовых секторов, работающих при разных напряжениях, например, для питания электронных компонентов, аналоговых устройств управления напряжением или продуктов с независимыми входными/выходными и логическими напряжениями. Новейшие модели предлагают значительное преимущество перед многими старыми типами, обеспечивая большую гибкость в функциях защиты от перенапряжения и перегрузки по току. Источники питания, позволяющие независимо настраивать защиту от перенапряжения и перегрузки по току для отдельных выходов, позволяют инженерам питать платы без использования нескольких источников питания.
В числе последних разработок Agilent — надежные функции обнаружения неисправностей и гарантированные характеристики для лабораторных, модульных и специализированных источников питания, что дает инженерам уверенность в новейшем оборудовании.
Другой пример демонстрирует, как новейшие инновации могут автоматически защищать тестируемые устройства в случае неисправности. Функция предохранителя, включенная в линейку лабораторных источников питания Hameg, позволяет платам иметь взаимозависимые секторы питания. Например, в системе управления двигателем, если короткое замыкание приводит к отключению источника питания драйвера, желательно, чтобы вспомогательный источник питания также отключился. Источник питания можно запрограммировать на отключение этих двух блоков, продолжая при этом питать плату драйвера, что позволяет продолжить тестирование схемы.
Кроме того, с развитием возобновляемых источников энергии все больше инженеров нуждаются в возможности тестирования таких устройств, как солнечные панели. Источники питания, такие как серия HMP от Hameg, отвечают этому растущему спросу, позволяя пользователям создавать сложные, специфичные для каждой ячейки профили напряжения и тока. Возможность моделирования таких событий, как провалы напряжения или скачки напряжения, а также индивидуальное программирование зависимости тока от времени для любого канала, также позволяет инженерам создавать высоконадежные тесты для цепей зарядки аккумуляторов.
Чем меньше, тем лучше.
Чтобы сэкономить место на рабочем столе и повысить эффективность работы инженеров, компания Hameg разработала свою линейку блоков питания таким образом, чтобы инженеры могли использовать один блок питания для удовлетворения 85% своих повседневных потребностей в электроэнергии общего назначения. Семейство HMP состоит из четырех устройств, предлагающих двух- и трехканальные конфигурации в версиях мощностью 200 Вт и 400 Вт, способных выдавать ток до 40 А. Такой подход позволит некоторым компаниям предлагать экономичные блоки питания непосредственно для каждого рабочего стола инженера. Это может устранить необходимость в получении и возврате оборудования со складов и помочь компаниям избежать накопления большого количества различных типов блоков питания.
С другой стороны, покупателям с разнообразными потребностями необходима гибкость и выбор. Например, компания Agilent предлагает более 200 конфигураций, включая настольные источники питания постоянного тока, такие как семейства 601X, 603X, 606X, 65XX и 66XX с одним выходом, а также мощные компактные источники питания N5700/N8700 в широком диапазоне стандартных U-образных размеров. Это один из самых широких ассортиментов продукции в отрасли, разработанный для удовлетворения максимально широкого круга потребностей клиентов.
Предлагая устройства мощностью от 30 Вт до 6,6 кВт, Agilent учитывает увеличение типичных показателей мощности электронного оборудования, особенно в продуктах для обработки данных, связи и сетей, которые должны предлагать расширенные возможности, такие как более высокая скорость, плотность каналов или радиус действия беспроводной связи, чтобы удовлетворить все более высокие требования конечных пользователей.
Улучшение удобства использования:
Большинство печатных плат работают при более низких напряжениях, чем предыдущие поколения. Для лабораторных источников питания требуется более точный контроль для поддержания стабильного напряжения и тока ниже номинальных уровней. Компания Thurlby Thandar Instruments (TTi) отреагировала на это новое требование, сосредоточившись на улучшении пользовательского интерфейса, который помогает инженерам получить ценный расширенный контроль над своими устройствами. Например, пользовательский интерфейс новых источников питания серии PL от TTi был разработан с учетом требований клиентов к оборудованию, сочетающему стабильность цифрового управления с простотой и скоростью традиционных аналоговых регуляторов (рис. 1). Эти источники питания оснащены настоящими аналоговыми регуляторами, а также включают в себя внутреннюю цифровую схему для фиксации заданных значений напряжения и тока одним нажатием кнопки, обеспечивая оптимальную стабильность и безопасность. Еще одна важная цифровая функция позволяет пользователям определять диапазон регулировки выходного напряжения. Устройство также настраивает автоматическую реакцию регулятора таким образом, что один полный оборот регулятора охватывает весь диапазон, выбранный пользователем. Эта функция, называемая амплитудой V, позволяет инженерам создавать источник напряжения, который при необходимости можно регулировать в очень узком диапазоне.
Низкие рабочие напряжения также требуют более точного контроля тока и регулирования напряжения. Это особенно актуально для чувствительных устройств, таких как лазерные диоды, где небольшие колебания тока оказывают существенное влияние на интенсивность излучаемого оптического сигнала. В таких ситуациях крайне важно поддерживать очень низкий уровень пульсаций напряжения даже при высоком выходном токе, чтобы обеспечить стабильное управление тестируемым устройством. Новейшие разработки ведущих производителей призваны удовлетворить все три требования современных компонентов; например, компания Hameg предлагает в своей серии HMP пульсации напряжения менее 150 мкВ даже при токах нагрузки, превышающих 10 А.
Регулирование в смешанном режиме:
При проектировании интегральных или печатных источников питания линейные регуляторы в большинстве случаев были заменены более компактными и эффективными импульсными схемами. Однако в области лабораторных источников питания высокая точность и относительно низкий уровень выходного шума линейных регуляторов высоко ценятся. Тем не менее, цель обеспечения постоянно растущей мощности и добавления новых функций в компактных корпусах достигается за счет использования импульсного регулирования. Для
этого производители источников питания внедрили регулирование в смешанном режиме, чтобы предложить лучшие принципы как линейных, так и импульсных регуляторов. В приложениях переменного тока компактный импульсный регулятор обеспечивает более эффективное преобразование мощности. Однако в выходных каналах постоянного тока используются прецизионные линейные регуляторы для получения точного, стабильного напряжения без гармоник переключения, которые в противном случае можно было бы устранить только с помощью непрактичных уровней фильтрации. Большинство производителей источников питания предлагают источники питания со смешанной архитектурой.
Компания TTi усовершенствовала эту топологию для своей линейки PowerFlex, которая использует модифицированную форму регулирования в смешанном режиме для обеспечения более высоких уровней тока при низких значениях напряжения. Это очень полезная функция в высокопроизводительных и современных системах питания, таких как материнские платы и платы для монтажа в стойку, оснащенные низковольтными процессорами.
Дополнительные функциональные возможности:
К другим преимуществам лабораторных источников питания нового поколения относятся интегрированные дополнительные возможности, которые обеспечивают дополнительную ценность и сокращают количество отдельных устройств, которые инженеры должны использовать на своих рабочих местах. Благодаря использованию схем цифровой конфигурации, включая прецизионные аналого-цифровые преобразователи (АЦП), источник питания также может предлагать возможности высокоточного цифрового мультиметра (DMM), эквивалентные автономному 4- или 4,5-разрядному измерительному оборудованию. Предлагая такое устройство для каждого выходного канала, эти источники питания позволяют инженерам освободить свои рабочие места от множества устройств и ускорить сбор данных с тестируемого устройства. Некоторые источники питания предлагают преимущество интегрированной памяти, особенно для записи измерений, полученных с тестируемого устройства.
Продолжая тему интеграции, повышающей ценность продукта, компания Agilent также предлагает анализатор мощности постоянного тока N6705A (рис. 2) с четырьмя модулями мощности, обеспечивающими суммарную мощность 600 Вт, в сочетании с 18-битными точными функциями вольтметра и амперметра, цифровым диапазоном, регистрацией данных и энергонезависимой памятью большой емкости для записи данных, графиков и конфигураций. Преимущества в производительности, достигаемые благодаря этим возможностям, являются причиной того, что N6705A получил больше отраслевых наград, чем любой другой продукт Agilent, включая признание от шести ведущих отраслевых журналов и премию Design Vision Award 2008 от Международного инженерного консорциума (IEC).
Заключение:
Хотя классическое оборудование привлекательно, инженеры рискуют недооценить вклад современных лабораторных источников питания в повышение эффективности, улучшение проектирования и проведения испытаний, экономию капитальных вложений и, в конечном итоге, сокращение времени выхода на рынок новых поколений продукции. В этой статье подчеркнута важность инновационного дизайна, который переносит все эти преимущества на рабочие столы инженеров, что является распространенной темой в новых продуктах ведущих производителей.
Автор: Эмили Рид, менеджер по продуктам, RS
