ویژگیهای فنی منبع تغذیه آزمایشگاهی
اصول عملکرد و انواع
منابع تغذیه آزمایشگاهی بر اساس اصول تبدیل انرژی الکتریکی کار میکنند و به طور کلی به سه دسته اصلی تقسیم میشوند: خطی، سوئیچینگ و هیبریدی. منابع تغذیه خطی از ترانسفورماتور، یکسوساز و رگولاتور سری برای تولید ولتاژ خروجی بسیار پایدار با ریپل و نویز کم استفاده میکنند. این ویژگی آنها را برای تغذیه مدارهای حساس صوتی و RF ایدهآل میسازد. با این حال، به دلیل اتلاف توان بالا در رگولاتور، راندمان پایینتر و اندازه و وزن بیشتری دارند.
منابع تغذیه سوئیچینگ با استفاده از مدارهای سوئیچینگ با فرکانس بالا (مانند PWM) ولتاژ ورودی را تبدیل میکنند. این نوع منابع تغذیه دارای راندمان بسیار بالاتری هستند و در ابعاد کوچکتر و با وزن کمتر تولید میشوند. هرچند ریپل و نویز خروجی آنها معمولاً کمی بیشتر از مدلهای خطی است، پیشرفت تکنولوژی باعث کاهش قابل توجه این مقادیر شده و آنها را برای طیف وسیعی از کاربردها مناسب ساخته است.
منابع تغذیه هیبریدی تلاش میکنند تا مزایای هر دو نوع را ترکیب کنند؛ برای مثال، یک مرحله سوئیچینگ برای راندمان بالا و یک مرحله رگولاتور خطی در خروجی برای کاهش ریپل و نویز.
مشخصات و قابلیتهای کلیدی
هنگام انتخاب یک منبع تغذیه آزمایشگاهی، چندین مشخصه فنی باید مد نظر قرار گیرد. محدوده ولتاژ و جریان خروجی، که تعیینکننده کاربرد دستگاه است، از اهمیت بالایی برخوردار است. دستگاه باید بتواند ولتاژ و جریان مورد نیاز مدار یا دستگاه تحت آزمایش را تأمین کند.
دقت (Accuracy) و رزولوشن (Resolution) به ترتیب بیانگر میزان نزدیکی مقدار واقعی خروجی به مقدار تنظیم شده و کوچکترین گام قابل تنظیم و نمایش هستند. برای کاربردهای دقیق، رزولوشن در حد میلیولت و میلیآمپر ضروری است. پایداری (Stability) خروجی نیز نشاندهنده توانایی دستگاه در حفظ ولتاژ یا جریان تنظیم شده در برابر تغییرات بار یا دمای محیط است.
ریپل (Ripple) و نویز (Noise) ولتاژهای AC ناخواستهای هستند که بر روی خروجی DC سوار میشوند. برای مدارهای حساس، پایین بودن این مقادیر حیاتی است. قابلیتهای حفاظتی مانند حفاظت در برابر ولتاژ اضافه (OVP)، جریان اضافه (OCP)، و دمای بیش از حد (OTP) برای جلوگیری از آسیب به منبع تغذیه و مدار تحت آزمایش بسیار مهم هستند. همچنین، حفاظت در برابر اتصال کوتاه (Short-Circuit Protection) یک ویژگی استاندارد و حیاتی است.
بسیاری از منابع تغذیه مدرن دارای قابلیتهای پیشرفتهای هستند، از جمله برنامهریزی خروجی از طریق رابطهای دیجیتال مانند USB، LAN (اترنت)، یا GPIB. این قابلیت امکان کنترل از راه دور، اتوماسیون تست و ثبت دادهها را فراهم میکند. تعداد کانالهای خروجی نیز میتواند بین یک تا چند کانال مستقل متغیر باشد که برای تغذیه همزمان بخشهای مختلف یک مدار یا چندین مدار مجزا کاربرد دارد.