Программируемые источники питания постоянного тока серии SG

№ 6’2014
PDF версия
Генерация питающего напряжения для работы лазерных установок, напыление материалов, тестирование микроэлектронных компонентов и оборудования, моделирование первичной и вторичной сети питания средств с автономными генераторами электроэнергии (авиация, флот, наземный транспорт и т. д.), запитка электромагнитных приводов — вот далеко не полный перечень приложений, для которых нужны специализированные источники питания. Для решения этих и многих других задач предлагаем вам использовать программируемые источники питания и электронные нагрузки компании Ametek Programmable Power. Эта статья посвящена описанию источников питания постоянного тока серии SG.

Введение

Перед тем как читатель начнет знакомиться с этой статьей, предлагаем ему ответить на несколько вопросов, начинающихся со слов: «Хотели бы вы…»:

  • Применять надежный источник питания постоянного тока с высокоточной регулировкой в широком диапазоне изменения величин выходного напряжения и тока?
  • Использовать мощный источник питания постоянного тока с малыми габаритами и низким уровнем шума?
  • Иметь возможность задавать выходную последовательность сложной формы?
  • Генерировать кратковременные выходные импульсы?
  • Моделировать низкокачественную сеть питания постоянного тока?
  • Управлять работой источника питания удаленно, используя стандартные интерфейсы?

Если хотя бы на один из вопросов вы ответили положительно, значит, эта статья, несомненно, будет представлять для вас интерес. Если положительных ответов нет, то и в этом случае вы сможете расширить свой кругозор в такой актуальной области, как современные системы питания.

 

Общие сведения

Программируемые источники питания постоянного и переменного тока все чаще используются в научных исследованиях и промышленном производстве. Это связано с растущей потребностью в мощности и качестве электрического питания, необходимого для решения поставленных задач. Генерация питающего напряжения для работы лазерных установок, напыление материалов, тестирование микроэлектронных компонентов и оборудования, моделирование первичной и вторичной сети питания средств с автономными генераторами электроэнергии (авиация, флот, наземный транспорт и т. д.), запитка электромагнитных приводов — вот далеко не полный перечень приложений, для которых нужны специализированные источники питания [1].

Для решения этих и многих других задач предлагаем вам использовать программируемые источники питания и электронные нагрузки компании Ametek Programmable Power.Эта статья посвящена описанию источников питания постоянного тока серии SG. Их внешний вид представлен на рис. 1.

Внешний вид программируемого источника питания постоянного тока серии SG

Рис. 1. Внешний вид программируемого источника питания постоянного тока серии SG

В таблице 1 приведены краткие технические характеристики источников питания серии SG [2, 3].

Таблица 1. Технические характеристики программируемых источников питания постоянного тока серии SG [2, 3]

Параметр

Значение/описание

Макс. выходная мощность, кВт

4–30

Выходное напряжение, В

0–1000

Выходной ток, А

0–1200

Поддержка параллельного и последовательного подключения

+

Входное напряжение, В (линейное)

187–253/342–440/396–528

Поддерживаемые интерфейсы удаленного управления

Аналоговый, GPIB, RS-232, IEEE488.2, LXI Class C Ethernet

Точность задания выходных параметров (с использованием интерфейсов удаленного управления)

Напряжение — ±0,1% от полной шкалы

Ток — ±0,4% от полной шкалы

Стабильность выходных параметров при изменении входного напряжения на 10%

Напряжение — ±0,01%

Ток — ±0,05%

Стабильность выходных параметров при подключении нагрузки

Напряжение — ±0,02%

Ток — ±0,1%

Монтаж в стандартную 19″ стойку

+

 

Основные возможности источников питания серии SG

Источники питания серии SG подразделяются на две группы: SGA и SGI. Они отличаются по своим техническим характеристикам и возможностям. Основные отличия между источниками питания приведены в таблице 2 [2].

Таблице 2. Основные отличия в характеристиках источников питания серий SGA и SGI [2].

Параметр

Наименование источника

SGA

SGI

Модульная архитектура

+

+

Малое время переходного процесса при изменении нагрузки

+

+

Последовательное/параллельное подключение нескольких источников

+

+

Аналоговый/цифровой журнал событий

 

+

Задание значений напряжения/тока с лицевой панели

+

+

Цифровой ЖК-дисплей для считывания выходных параметров

+

 

Многофункциональный графический дисплей

 

+

Задание выходной последовательности сложной формы

 

+

Запись/чтение установок пользователя

 

+

Считывание данных по текущему потреблению электрической мощности

 

+

Работа в режиме постоянной выходной мощности

 

+

Поддержка интерфейса RS-232

Опционально

+

Поддержка интерфейса IEEE488.2

Опционально

Опционально

Поддержка интерфейса LXI Class C Ethernet

Опционально

Опционально

Возможность установки противопылевого фильтра на лицевую панель

Опционально (только для 3U-моделей)

Опционально (только для 3U-моделей)

Возможность установки кожуха для защиты области подвода входного питания

Опционально

Опционально

Подробное описание источников питания серии SG приведено в [2]. Технические характеристики программируемых источников питания серии SGA позволяют использовать их для решения подавляющего большинства часто встречающихся задач. Для решения задач, требующих более широких функциональных возможностей источника питания, рекомендуется применять программируемые модели серии SGI.

Серия SG включает в себя широкую номенклатуру источников (табл. 3). Например, источники питания с выходной мощностью 5 кВт могут работать как с выходным напряжением до 10 В и током до 400 А, так и с выходным напряжением до 1000 В и током до 5 А.

Таблица 3. Номенклатура источников питания серии SG

Высота профиля

3U

6U

Мощность, кВт

4/5

8/10

12/15

16/20

20/25

24/30

Напряжение,
В

Ток, А

10

400

800

1200

1600*

2000*

2400*

15

267

534

801

1068*

1335*

1602*

20

250

500

750

1000*

1250*

1500*

30

167

334

501

668*

835*

1002*

40

125

250

375

500*

625*

750*

50

100

200

300

400*

500*

600*

60

83

167

250

333

417

500

80

63

125

188

250

313

375

100

50

100

150

200

250

300

160

31

63

94

125

156

188

200

25

50

75

100

125

150

250

20

40

60

80

100

120

330

15

30

45

61

76

91

400

12

25

38

50

63

75

500

10

20

30

40

50

60

600

8

17

25

33

42

50

800

6,2

12,5

18,7

25*

31,2*

37,5*

1000

5

10

15

20*

25*

30*

Примечание. * При параллельном подключении двух 3U-источников.

Особенностью программируемых источников питания является возможность задания значения выходного напряжения и тока в очень широких пределах. Отличительная черта источников питания серии SG — это возможность работы в режиме малого напряжения и большого выходного тока (10 В/1200 А). Другим важным преимуществом моделей серии SG является возможность задания выходной последовательности сложной формы. Это делается путем установки значения выходного напряжения с требуемыми параметрами. Источники питания серии SG поддерживают различные способы задания выходной последовательности сложной формы. (Подробное описание этой возможности дано в [4].) Для иллюстрации в этой статье приводится пример задания выходной последовательности с использованием языка SCPI. На рис. 2 представлена выходная последовательность сложной формы, которую можно сгенерировать при помощи источника питания серии SG.

Пример выходной последовательности сложной формы

Рис. 2. Пример выходной последовательности сложной формы:
а) установка выходного напряжения на уровне 3 В и его поддержание в течение 10 с;
б) линейное нарастание выходного напряжения до уровня 5 В в течение 10 с;
в) поддержание выходного напряжения 5 В в течение 10 с;
г) линейное снижение выходного напряжения до уровня 3 В в течение 10 с;
д) поддержание выходного напряжения на уровне 3 В в течение 10 с;
е) скачкообразное изменение выходного напряжения до уровня 10 В и его поддержание в течение 5 с;
ж) линейное снижение выходного напряжения до уровня 2 В в течение 9 с;
з) скачкообразное изменение выходного напряжения до уровня 4 В

Задание выходной последовательности, приведенной на рис. 2, при помощи языка SCPI выглядит следующим образом [4]:

PROG:NAME “SEQ1”
PROG:DEL:SEL
PROG:NAME “SEQ1”
PROG:MALL DEFAULT
PROG:DEF 1, VIMODE, 3, 4, 11, 10
PROG:DEF 2, RAMPTOV, 3, 5, 4, 11, 10
PROG:DEF 3, VIMODE, 5, 4, 11, 10
PROG:DEF 4, RAMPTOV, 5, 3, 4, 11, 10
PROG:DEF 5, VIMODE, 3, 4, 11, 10
PROG:DEF 6, SUBCALL, “SEQ2”
PROG:DEF 7, VIMODE, 4, 5, 11, 6
PROG:DEF 8, STOP
PROG:STAT COMPLETE
PROG:SAVE:SEL
PROG:STAT?
Response: Ram[0]=“STOPPED”,Slave[0]=”STOPPED”
OUTP:STAT ON
PROG:STAT RUN

Более подробное описание порядка задания выходных последовательностей сложной формы будет приведено в следующих статьях.

 

Графический пользовательский интерфейс удаленного управления

Графический пользовательский интерфейс удаленного управления предназначен для дистанционного управления работой источника питания при помощи персонального компьютера, связанного с источником по одному из предлагаемых интерфейсов (табл. 1). Внешний вид графического интерфейса для источников питания серии SG представлен на рис. 3.

Графический пользовательский интерфейс удаленного управления источником питания серии SG

Рис. 3. Графический пользовательский интерфейс удаленного управления источником питания серии SG

С помощью этого интерфейса пользователь может:

  • задавать значения выходного напряжения и тока;
  • задавать ограничения по выходной величине напряжения и тока;
  • регистрировать текущие значения выходного напряжения и тока;
  • задавать параметры (величину и длительность) выходного напряжения/тока пилообразной формы;
  • настраивать величину напряжения/тока, устанавливаемые по приходу внешнего сигнала (триггер);
  • отслеживать журнал событий источника питания;
  • задавать параметры (величину и длительность) выходного напряжения ступенчатой формы.

Таким образом, пользователь может удаленно эксплуатировать программируемый источник питания (задавать величину напряжения и тока, ограничения по выходу, контролировать выходные значения тока/напряжения и т. д.) [5, 6].

Кроме того, графические пользовательские интерфейсы программируемых источников питания постоянного тока компании Ametek Programmable Power унифицированы. Следовательно, изучив интерфейс одной серии источников питания, пользователь без труда и в кратчайшие сроки сможет освоить возможности графического пользовательского интерфейса другой серии.

Еще одной интересной особенностью программируемых источников питания компании Ametek Programmable Power является возможность моделирования и зкокачественной сети питания постоянного тока (12, 24, 27 В и др.). Такая возможность будет особенно актуальна, например, для проверки оборудования, устанавливаемого на средствах с автономными генераторами электрической энергии. С ее помощью можно, например, моделировать скачки (пропадание) напряжения на определенный промежуток времени (на рис. 2).

 

Другие преимущества источников питания серии SG

К таким преимуществам источников питания серии SG можно отнести:

  • наличие сертификата о включении в Госреестр средств измерений;
  • малые габариты и масса;
  • возможность настольного и стоечного монтажа;
  • широкие возможности по совместному использованию нескольких источников одновременно;
  • возможность установки противопылевого фильтра на лицевую панель прибора;
  • низкий уровень шума;
  • встроенную функцию перехода в режим пониженного энергопотребления;
  • возможность защиты области подключения входных клемм защитным кожухом.

Опишем некоторые особенности более подробно.

Наличие сертификата о включении источника питания в состав Госреестра средств измерений позволяет применять это изделие в метрологических лабораториях и измерительных центрах, для которых необходимо наличие такого сертификата.

Благодаря широким возможностям по совместному использованию нескольких источников пользователь может приобрести один источник питания серии SGI и остальные — серии SGA. Таким образом, источник питания серии SGI выступает в качестве ведущего устройства, а источники питания серии SGA — в качестве ведомых. Тем самым пользователь получает высокую мощность по доступной цене и с заявленными в спецификации на источник питания характеристиками. Максимальное количество источников для параллельного подключения составляет пять единиц. Последовательное соединение возможно для двух источников. Эти ограничения связаны с требованием сохранения паспортных данных при совместной работе нескольких изделий [5, 6].

Противопылевой фильтр, который устанавливается на лицевую панель, помогает надежно защитить источник питания от воздействия пыли и иных взвешенных в воздухе частиц. Это особенно актуально при использовании источника питания в помещениях с нерегулярной уборкой или при размещении его в труднодоступных областях (неизолированные промышленные шкафы, стойки и т. д.).

Низкий уровень шума является важным показателем комфортной эксплуатации оборудования. В большинстве стандартных источников указано, что он зависит от величины потребляемого тока. В источниках питания серии SG скорость вращения встроенных вентиляторов определяется температурой среды внутри корпуса. Температура измеряется с помощью встроенных датчиков. На основании измеренных значений температуры внутри корпуса вычисляется скорость вращения вентиляторов.

Встроенная функция перехода в «спящий режим» позволяет источнику питания переходить в режим пониженного энергопотребления при нахождении во включенном состоянии и бездействии в течение определенного промежутка времени. Такая функция окажется особенно полезной для экономии электроэнергии на производстве и в лабораториях, где используется большое количество силового и измерительного оборудования различного назначения.

 

Заключение

На отечественный рынок вышла целая серия качественных, высокостабильных источников питания постоянного и переменного тока, а также электронных нагрузок известного и проверенного бренда — компании Ametek Programmable Power.

Одной из самых перспективных серий программируемых источников питания постоянного тока является SG. Широкий диапазон измерений и точная регулировка выходных параметров, малые габариты и широкие возможности по удаленному управлению позволяют использовать это оборудование в тех сферах, где предъявляются повышенные требования к качеству и возможностям источников питания постоянного тока. Описание возможностей программируемых источников питания переменного тока, а также электронных нагрузок будет приведено в следующих статьях.

Литература
  1. Design World. Sorensen SG 1000V DC Power Supply Extends Capabilities. May 8, 2013, Stacy Combest.
  2. Спецификация на программируемый источник питания постоянного тока серии SG.
  3. Frequently Asked Questions Sorensen SGI and SGA Series — http://www.programmablepower.com/support/FAQs/FAQ_SGA_SGI.pdf /ссылка устарела/
  4. Sorensen SG Series IEEE 488.2/RS232 and Ethernet Options. Programming Manual — http://www.sorensen.com/products/SG/downloads/SG-IEEE‑488-2RS232‑Ethernet_Prog-Manual_M550129-03_rH.pdf 
  5. Sorensen SGA Series DC Power Supplies. Operation Manual — http://www.sorensen.com/products/SG/downloads/M550129-01_MANUAL_OPERATION_SGA_SG_HPDC_SG_rvAE.pdf
  6. Sorensen SGI Series DC Power Supplies. Operation Manual — http://www.sorensen.com/products/SG/downloads/SGI-Series_Operation_Manual_M550221-01_rV.pdf

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *