Обзор трехканального линейного блока питания. Какой источник питания лучше импульсный или трансформаторный

Решили приобрести себе лабораторный блок питания, но не знаете на чем остановить свой выбор? В этом посте постараюсь разъяснить, на что обращать внимание при выборе источника питания, как различить тип прибора и его назначение, а также покажу свой трехканальный «лабораторник», рассмотрим его характеристики, параметры и реальные возможности. Ну и для любителей посмотреть начинку, вскроем корпус блока питания.

Какие бывают блоки питания

Лабораторные блоки питание бывают трансформаторные (линейные) и импульсные, первые предпочтительнее в профессиональных кругах электронщиков, но при этом они и намного дороже.

Первым критерием по которому можно различить эти два типа источников питания, является размеры и вес. Импульсные аппараты более компактные и значительно легче в весе, это объясняется принципом преобразования напряжения.

В трансформаторном БП напряжение сначала понижается, далее выпрямляется и после этого стабилизируется. За этот процесс отвечает большой трансформатор в связке с диодным мостом, группой конденсаторов и биполярных транзисторов.

В импульсном источнике питания входное напряжение сначала выпрямляется, затем преобразуется в переменное напряжение высокой частоты, после чего снова выпрямляется и стабилизируется. Силовые трансформаторы в них используются значительно меньших размеров и работают в связке с импульсным преобразователем.

Трансформаторные блоки питания, несмотря на свой большой вес и габариты отличаются простотой конструкции и высокой надежностью, но самое главное они не создают радиопомех, в отличие от импульсных блоков, где гармонические составляющие могут вызывать помехи, обусловленные принципом их работы. По этим причинам, иногда нежелательно применение импульсных источников питания для некоторых видов оборудования.

По количеству каналов источники питания бывают: одноканальные, двух и трехканальные, на этот момент также стоит обращать внимание при выборе «лабораторника».

Одноканальные — это наиболее популярный тип блока питания как для начинающих радиолюбителей, так и для мастеров по ремонту электроники.

На передней панели может быть выведено два основных разъема «+» и «-» или «плюс», «минус» и гнездо заземления, которое используется как дополнительная защита при работе с прибором.

Двухканальные — имеют в своем арсенале использования два независимых друг от друга регулируемых по току и напряжению источника питания.

Трехканальный БП — имеет еще один, дополнительный фиксированный источник питания под определенные значения тока и напряжения.

Одним из важных параметров блока питания, является его работа в режиме ограничения тока, что это и зачем, объясню чуть позже, когда будем тестировать работу моего линейного блока питания.

Еще один тип блоков питания — программируемые, их сфера применения достаточно широкая, но в большинстве их покупают для научно-исследовательских целей.

С помощью этих блоков питания можно запрограммировать выходные параметры, задержку и условия для синхронизации. С помощью специального программного обеспечения их так же можно подключать к ПК для дальнейшего исследования и анализа измерений.

Внешний вид трехканального блока питания

Ну и теперь дошла очередь до обзора трех-канального, линейного блока питания. Источник питания с максимальным выходным напряжением 30 воль, током 5 ампер, имеет три независимых канала, два из которых регулируются по току и напряжению, результаты измерения выводятся на четыре светодиодных дисплея различных цветов, для более удобного визуального восприятия. Один канал с фиксированным значением питания 5 вольт и током 3 ампера.

На передней панели, как и упоминал выше, размещены светодиодные дисплеи измерения тока (красный) и напряжения (зеленый).

Ниже расположен ряд регуляторов для установки тока и напряжения. По центру в этом же ряду имеются кнопки, с помощью которых можно выбрать один из вариантов подключения между каналами (независимый, параллельный и последовательный).

В самом низу расположена большая кнопка питания «POWER», далее идет терминал с разъёмами для первого, второго и третьего каналов. Причем для регулируемых каналов предусмотрено по три выхода («плюс», «минус» и «земля»), фиксированный канал имеет только «плюс» и «минус».

Источник питания довольно увесистый за счет большого трансформатора внутри, его вес составляет 9 килограмм. На тыльной стороне находятся радиаторы, а под металлическими крышками размещены выходные транзисторы. Так же имеется разъём для кабеля сетевого питания и предохранитель.

Разборка блока питания

Рассмотрим внутренности источника питания. В основе конструкции большой тороидальный трансформатор прикрученный болтом к низу корпуса.

На одной стороне находится основная плата первого канала, на которой расположены реле для переключения вторичных обмоток трансформатора, емкость, диодный мост и т. д.

На другой стороне находится плата второго канала, абсолютно идентичная и плата третьего канала, который выдает максимум 5 вольт, поэтому она значительно меньше. Спереди находится плата индикации, управления и выходных разъемов.

Выходные биполярные транзисторы (по три на каждый канал) на огромных радиаторах и на обратной стороне на значительно меньшем радиаторе расположен выходной транзистор третьего канала.

Режимы работы трехканального источника питания

Рассмотрим основные режимы работы источника питания. Для того чтобы посмотреть правильность показаний тока, возьму нихромовую проволоку, отмеряю кусочек сопротивлением около 10 Ом.

Перед тем как установить напряжение, нужно установить на максимум ток, потому что если ручка тока будет в нулевом положении, то напряжение на выходе будет фактически нулевое и установить его вращением ручки потенциометра не получится.

Для наглядного примера работы блока питания, выставим напряжение на одном канале 10 вольт, на втором — 30 вольт и посмотрим, что будет с показаниями тока. Поскольку сопротивление спирали около 10 Ом, то ток будет соответственно на первом канале около 1 ампер и на втором около 3 ампера, фактически так и есть.

Как и обещал ранее, объясню и покажу, что такое работа блока питания в режиме ограничения тока и зачем такая опция нужна.

Ограничение режима работы по току

Для ограничения режима по току, нужно создать короткое замыкание перемычкой на выходе блока питания.

Отмечу, что есть типы блоков питания, которые при возникновении короткого замыкания на выходе, переходят в режим блокировки входных каналов. В таком случае ограничение тока необходимо устанавливать под нагрузкой более 1 Ом.

Перед началом настройки ограничения, закручиваем на минимум регуляторы тока и напряжения, после проворачиваем по часовой стрелке на пару делений.

Теперь достаточно вставить перемычку в терминалы «+» и «—» и далее устанавливаем нужное значение ограничения по току, например, 0.5 ампера. После чего, на этом канале ток ни при каких условиях не сможет превышать предустановленного значения тока.

Для того чтобы это проверить, подключим нашу нагрузочную спираль сопротивлением 10 Ом, к первому порту с установленным током в 0.5 ампер, соответственно блок питание ограничит выходное напряжение до 5 вольт, чтобы обеспечить ток 0.5 ампер.

При увеличении напряжения ручкой потенциометра видим, что напряжение не может превысить 5 вольт, а когда блок питания переходит в режим ограничения тока, на передней панели загорается соответствующий светодиод «CC».

Таким образом можно настроить ток и напряжение на выходе блока питания под свои нужды и пользоваться независимыми друг от друга каналами, подключая различные нагрузки без риска превысить их номинальные параметры.

Параллельный режим работы

На передней панели размещены кнопки, с помощью которых можно выбрать один из вариантов подключения каналов. Выше было продемонстрировано работу блока питания в качестве 2-х каналов, абсолютно независимых.

Нажав на обе кнопки, активируем параллельный режим, который интересен тем, что получаем фактически одноканальный источник питания с максимальным выходным напряжением тех же 30 вольт, но током в 10 ампер. В этом режиме блок питания можно применять в качестве зарядного устройства автомобильных аккумуляторов.

При параллельном соединении каналов, основными регуляторами тока и напряжения являются органы управления правого канала, с их помощью можете выставлять общие параметры.

В режиме короткого замыкания (установки ограничения по току) при вращении регулятора «CURRENT», видны изменения показаний на обоих дисплеях, причем максимальный выходной ток равен сумме этих двух показателей и он физически больше 10 ампер.

Последовательный режим

Последовательный режим активируется одной из кнопок на передней панели, этот режим применяется тогда, когда нужно расширить диапазон выходных напряжений или организовать двухполярное питание.

Чтобы наглядно продемонстрировать что это значит, выставляю напряжение на обоих каналах по 30 вольт и при измерении мультиметром в разных портах разъемов «+» и «—», напряжение составит 60 вольт.

Причем средняя точка «плюса» и «минуса» гальванически связана и при двухполярном питании будет выполнять функцию заземления.

Многоканальные трансформаторные источники питания, это отличный выбор для любителей и профессионалов электронщиков, область их применения чрезвычайно широкая. Причем заводское название приборов может быть самое разное, но модельный ряд подобных источников питания имеют одинаковые параметры и функционал, поэтому могу рекомендовать вам блок питания Longwei TPR-3005-2D с аналогичными характеристиками у продавца на AliExpress.