ЧАСТЬ 2 ВСЕ О БЛОКАХ ПИТАНИЯ

Если театр начинается с вешалки, то каждая автоматизированная испытательная система, проверяющая радиотехнические устройства и радиоаппаратуру — уж точно с лабораторного стабилизированного источника питания.

Сегодня в статье раскладываем по полочкам: классификацию, конструктивные особенности, основные режимы и возможности блоков с регулировкой тока и напряжения. Рассмотрим матчасть и ответим на самые частые вопросы, которые возникают при выборе оптимального лабораторного блока питания (ЛБП), который снабжал бы вас чистым, стабильным питанием изо дня в день.

Материал обновлён 11.05.2023
Время чтения: 20 минут

Увлечённые и опытные авторы компании, разбирающиеся в измерительном, оптическом и паяльном оборудовании, любящие своё дело

Итак, что такое ЛБП, для каких целей он служит.

Лабораторный источник питания – это электронное устройство, которое формирует и регулирует напряжение и ток, а при изменении напряжения питающей сети, сопротивления нагрузки, поддерживает заданные значения с высокой точностью.

Один из видов источников вторичного электропитания (ИВЭП). Прибор оборудован экраном, кнопками, индикаторами, потенциометрами регулирования, защитными функциями от ошибочного включения и неправильного применения.

Абсолютно все лабораторные БП характеризуются по следующим признакам:

Типовые применения лабораторного источника питания

Источники применяются как для повседневных задач радиолюбителя, так и для точных производственных испытаний и измерений. Область их применения обширна, связана с электроникой и радиотехникой.

Типовые сферы использования:

Полное представление о задачах, для которых приобретение ЛБП поможет конкретизировать поиск и выбор оптимальной модели прибора.

Клиенты Суперайс могут выбрать в каталоге подходящую модель стабилизированного источника питания. На сайте представлено более 140 моделей, каждый из образцов обладает определёнными преимуществами при решении конкретных задач.

При выборе руководствуются:

Основные рабочие характеристики

Состояние выходных характеристик при регулировании нагрузки отличается нестабильностью параметров тока и напряжения, поэтому при необходимости нужно изменить нагрузку тестируемого оборудования. На какие характеристики обращают внимание при выборе:

Грубая и точная регулировка, минимальный уровень шума, повышенные возможности при подключении смогут обеспечить оптимальный выбор прибора.

Стабилизированные ИП по характеру стабилизации

Главный признак, характеризующий блок питания – это принцип его работы. Стабилизированные источники вторичного питания на полупроводниковых элементах по характеру стабилизации напряжения делятся на источники с непрерывным (линейным) и импульсным регулированием.

Основа линейного БП – понижающий низкочастотный трансформатор: изменяет напряжение сети до значения в несколько десятков вольт. Выпрямление напряжения производится за счет диодного моста сглаживанием синусоиды конденсаторами, заданием требуемого значения стабилизатором. Пример популярного линейного блока питания: трансформаторный БП с одним каналом YIHUA YH-305D(30 В, 5 А), эта модель способна выдавать мощность до 150 Вт.

Трансформаторный ИВЭП с одним каналом YIHUA-305D

Главное в импульсном ИП – это конденсаторы со сглаживающим зарядом и импульсами тока, сформированными трансформаторной обмоткой или индуктивностью. В работе задействованы транзисторы. Частота формирования токовых импульсов. Напряжение регулируется глубиной ШИМ (широтно-импульсной модуляции). Пример мощного импульсного одноканального блока – MAISHENG MP3030D (30 В, 30 А).

Импульсный источник питания MAISHENG MP3030D с максимальный выходным напряжением 30 В и током 30 А

На какие особенности регулируемых блоков питания обращать внимание

Лабораторные настольные источники питания различаются пределами изменения выходных напряжений и тока. Различают два типа приборов, те, которые работают с фиксированными значениями и работающие с автоматическим ограничением мощности на выходе.

Фиксированным диапазоном отличаются ЛБП эконом-класса. Устройства выдают комбинацию напряжения и тока наибольшего значения по максимуму. Например, блок с одним каналом на напряжение 30 В и токе 10 А может поддерживать нагрузку (ток) неизменной долгое время при том же напряжении. Мощность составит U x I; 30 х 10 = 300 Вт. Однако, с таким напряжением и током невозможно установить другие большие значения тока и напряжения.

Автоматический выбор выходной мощности с ограничением пределов характерен для функциональных ЛБП с высокой точностью, дискретностью измерения выходного тока, достаточного для отладки любых, в том числе маломощных устройств с батарейками. Такие блоки могут выдавать комбинации тока и напряжения в пределах мощности, на которую рассчитан прибор. Приборы относятся к универсальной категории устройств.

На габаритные размеры, вес, стоимость источника питания постоянного тока или напряжения влияет максимальная мощность, но не ток и не напряжение. Значит, надо выбирать устройство с автоматическим ограничением мощности на выходе.

Число каналов

Мощные ЛБП от 500 Вт, по большей части, одноканальные. Но можно ли объединить в последовательную цепь несколько импульсных БП с одним каналом?

Для этого учитывают:

Последовательное соединение блоков питания, схема

Поэтому, для схемы где имеется возможность применить несколько напряжений питания сети лучше всего использовать двух- или трехканальные стабилизированные блоки.

Пример многофункционального одноканального блока Korad KA3005D (30 В, 5 А) линейного типа, используемого для последовательного соединения в цепь. Прибор используется для промышленного производства, научных исследований. Выполняет измерение параметров питания, стабилизацию постоянного режима тока и напряжения во время технологических процессов.

Для справки: Параллельное соединение ИП с разными напряжениями чревато тем, что один из двух источников с большими пределами по мощности будет работать вполсилы. При подключении устройств с характеристиками 15 В / 30 А и 30 В / 30 А на выходе получатся значения 15 В / 60 А. Блок на 30 В будет выдавать всего 15 В. Не допускается подключать БП с разными токами, при КЗ мощный БП может вывести из строя более слабый.

Изоляция выходных каналов

Электрическая или как ее правильно называют гальваническая изоляция – это гарантия независимости напряжения и тока одного канала от других.

Изоляция защищает канал от замыкания на землю и между другим каналом, защищает от электрического пробоя.

Гальваническая изоляция каналов предупреждает пробой напряжения между рядом расположенными каналами, значение которого может превысить 220 В. Она нужна для электронного оборудования, в котором присутствуют аналоговая и цифровая части. Служит для понижения шума чувствительной цифровой шины питания в аналоговую часть.

Трёхканальные ЛБП постоянного тока обладают следующим преимуществом. Устройство позволит запитать аналоговую часть схемы от двух каналов, используя двухполюсное питание, а питание от третьего канала приходит на цифровую часть. Пример 3-х канального импульсного БП постоянного тока – UNI-T UTP3305. Трансформаторный источник с тремя каналами – Atten (Gratten) APS3005S-3D. Гальваническая изоляция надежно защищает целостность каналов.

Требования к мощности и числу выходов

Частые вопросы, которые задают при выборе стабилизированного источника питания:

По величине рабочей мощности источника питания выделяют обычные со стандартным, высоким значением мощности до 500 Вт и высокомощные, которые работают с величинами более 700 Вт. Отличие моделей заключается в функциональности и сфере использования.

Модели ЛБП средней мощности MAISHENG MS3010D и QJE PS3010N обеспечат регулировку оборудования в пределах до 300 Вт. Подробно о конструкции мы рассказали в видеообзоре: ИП с импульсным регулированием китайского производителя MAISHENG. Там мы нагружали популярные модели на полную, смотрели их начинку и схемотехнику!

Лабораторный блок постоянного тока для отладки радиолюбительских устройств с возможностью регулирования напряжения на выходе до 30 В и тока до 10 А. Режим измерения тока импульсным блоком.

Пример управляемого импульсного блока питания малой мощности MCH K305DN (30 В, 5 А). Регулировка выполняется потенциометрами на лицевой панели, напряжение до 31 В и тока до 5 А, который держит в течение 30 минут спокойно. Отличается большим КПД, малым весом и размерами.

Образцы с большой мощностью только одноканальные и только импульсные. Пример, MAISHENG MP1560D (15 В, 60 А), устройство выдает стабильное напряжение без помех 15 В и ток до 60 А, используется в лабораторных исследованиях, для ремонта электроники.

Образцы с мощностью до 3 кВ применяются в качестве приборов для стоек управления. Модели более 3 кВ, например, MAISHENG MP15030D (150 В, 30 А) с выходной мощностью 4,5 кВ применяются в промышленных стойках, так как имеют большой вес 9500 г и размеры 380 х 260 х 160 мм. Данные одноканальные ИБП обладают более высокими выходными характеристиками.

Для справки: Если БП нужны для стабилизации тока для повышения его значения при зарядке аккумуляторов, то алгоритм зарядки следующий. Вначале ток растет, а потом зарядка происходит в режиме минимальный ток – максимальный ток. Повышение нагрузки вызывает вывод одного блока на максимальный ток, а затем другого. Зарядка аккумуляторов профессиональными блоками питания, представленными в Суперайс производится как отдельно, так и в связке, не важно находятся устройства под нагрузкой или нет.

Конструкция лабораторных ИП большой мощности оборудована защитными устройствами, к которым относятся вентиляторы охлаждения, включающиеся при повышении температуры. Набор защит от перегрузки, повышения температуры, смены полярности.

Для увеличения выходной мощности предусмотрена возможность параллельного подключения нескольких приборов.

Для мощных блоков питания существует возможность удаленного программного управления через разнообразные интерфейсы Ethernet, IEEE-488.2 (GPIB) и другие, используемые в комплекте с автоматизированными комплексами.

Мощные ЛБП применяются в автопроме и альтернативной энергетике для регулирования собственного выходного сопротивления до нескольких Ом, что может пригодиться во время имитации работы аккумуляторных и солнечных батарей.

Защитные функции

Неправильное применение блока питания, подача повышенного напряжения или тока может представлять угрозу тестируемому оборудованию. Для того, чтобы этого не случилось, лабораторные источники питания обеспечиваются защитными функциями:

Форма выходного сигнала

Основная задача ЛБП – это формирование стабильного постоянного напряжения даже при изменении тока нагрузки. В быту и промышленности к потребителю поступает напряжение только с чистой синусоидой. Однако при использовании импульсного блока, во время замены переменного напряжения 220 В на постоянное для подключения электроники, синус, то есть форма напряжения меняется. Также в режиме стабилизации тока БП подает потребителю постоянный ток. Блоки питания оборудуются «Режимом изменения выходного напряжения по списку заданных значений». С этим режимом можно испытывать оборудование, подавая на него не идеальные сигналы со скачками, пульсациями и перерывами в напряжении, спадом и нарастаниями.

Ручное или программируемое управление

Работа программируемого источника питания постоянного тока основана на работе компьютерной программы, которая демонстрирует характеристики и настройки. Кроме этого, программа подразумевает включение нескольких ЛБП в измерительный комплекс.

Пример популярных программируемых блоков питания: трансформаторный Korad KA6005P, Rigol DP711 оба устройства с одним каналом. Отличаются надежностью, наибольшей востребованностью среди радиолюбителей трехканальные модели Korad KA3305P, OWON ODP3032.

Программируемый стабилизированный источник питания радиоаппаратуры Korad KA3305P

Особое внимание радиолюбителей и профессионалов обращаем на прецизионный блок питания со стабилизацией по всем параметрам Rigol DP832A. Выходная мощность до 195 Вт. Регулируемое напряжение по двум каналам 30 В и от 0 до 5 В по третьему каналу. Регулируемый ток до 3 А. Блок защищен от малейших выбросов тока на выходах с каждого канала, высоким КПД до 80% и коэффициентом падения напряжения и тока при стабилизации, не превышающей 0,01%.

К программируемым БП относятся многоканальные источники питания переменного и постоянного тока, которые входят в категорию интеллектуальных устройств.

Компенсация падения напряжения в проводах соединения

Условие достигается наличием USB-интерфейса для управления источником питания с удаленного места. Также, использование буферной схемы, формирующей «плавающий» провод типа повторителя напряжения, где напряжение на выходе соответствует падению напряжения на минусовом (обратном) проводе.

Размеры и вес

Габариты и вес БП – характеристики, которые могут оказать существенное влияние на удобство использования и функциональность прибора.

От портативных, настольных устройств до стоечного оборудования – источники питания имеют много форм и размеров. При работе с компактными электронными устройствами, для частых перемещений источника между рабочими местами или использования его на выездных работах, подойдёт ЛБП меньшего размера. Для проведения работ в стационарной лаборатории, можно выбрать блок питания покрупнее. На вес БП влияет мощность и производительность. Приборы с высокой мощностью, как правило, тяжелее.

Уровень шума

Шумность вентилятора лабораторного блока питания может повлиять на качество работы и комфорт пользователя. Поэтому при выборе ЛБП важно обратить внимание на его уровень шума.

Шумный БП может создать дискомфорт для пользователя: вызывать усталость, раздражение и снижать продуктивность, особенно, если блок используется в замкнутом помещении или в течение длительного времени.

Высокий уровень шума может снизить срок службы источника. В процессе работы шум вызывает вибрации и дополнительные нагрузки на компоненты блока питания, что может привести к их преждевременному износу.

Использование лабораторного блока питания для ремонта мобильных телефонов и ноутбуков

Для мастерских по ремонту мобильных телефонов, нужен БП с напряжением выхода до 15 В и значением тока от 1 А и выше.

Оценка неисправности мобильного телефона в 80% случаев основана на вычислении неисправности по току нагрузки. Телефон через набор съёмных концов подключается от ЛБП. От источника питания можно подключить любой телефон, даже с разряженной батареей. При включении телефона триггером PWR каждый этап загрузки демонстрируется амперметром, который показывает последовательность включения относительно потребления тока. Благодаря этому по току можно определить неисправный компонент телефона.

Стоимость блока питания

Покупая источник питания, потребитель должен в полной мере представлять реальную стоимость владения устройством. Учитываются потенциальные потери, которые происходят из-за простоя аппаратуры, затраты на защиту ЛБП, возможный ремонт, степень надежности БП.

Выбирайте производителя, которому доверяете. Оцените профессионализм, надёжность поставщика. На сайте Суперайс представлены модели, качество которых подтверждено сертификационными, гарантирующими документами.

Посмотреть каталог можно здесь.

Выберите лучший для себя вариант, оформите заказ, и наш менеджер свяжется с вами. В Суперайс всем клиентам, оформившим заказ на сумму свыше 3000 рублей, заказы доставляем бесплатно.

Наши технические специалисты работают с 03:00 до 16:00 по московскому времени и готовы ответить на любой вопрос, помочь вам в подключении и настройке оборудования.

Очень часто встречается вопрос, — какой блок выбрать для электропитания усилителя, LED-подсветки, регулируемого преобразователя и других, не менее полезных устройств. Выбор источника питания — задача трудная, потому давайте обсудим, чем они различаются и как выбрать «тот единственный».

Материал обновлён 17.04.2023
Время чтения: 17 минут

Отличия блоков питания

Начать стоит с пояснения, как они вообще различаются, так лучше определить требования к ним с учетом поставленной задачи.

Импульсный или линейный

«Обычные» блоки отошли даже не на второй, а скорее на третий план, потому есть большая вероятность купить импульсный БП, а точнее ИИП — импульсный источник питания. Это не значит, что трансформаторные БП не нужны, они применяются там, где необходим, например, пониженный уровень помех или повышенная электробезопасность.

Тип источника питания: импульсный или линейный

Диапазон входного напряжения

БП обычно имеют либо «широкий» диапазон 85 (100)-265 Вольт, либо «узкий» 198-265, при этом чаще в «широком» диапазоне работают маломощные БП, а у мощных ставят переключатель 115/230 Вольт.

Диапазон входного напряжения на примере маломощного и БП с большей нагрузкой

Выходное напряжение

Обычно у ИП с такими значениями: 3.3, 5, 9, 12, 15, 24, 36, 48, 60 Вольт — из этого ряда подбирают подходящий.

Допускается регулировка в небольших пределах, около +-10%, максимально же можно регулировать до 15-20%, дальше могут начаться проблемы. Для регулировки используют подстроечный резистор.

Регулировка выходного напряжения при помощи подстроечного резистора

Мощность

С большей вероятностью вам понадобятся источники от 5-10 Вт до 500-600, но существуют гораздо более мощные модели. С вольтажом, здесь есть условное деление на группы — 10, 25, 35, 50

, 100, 150, 200, 240 Вт.

Если ваша нагрузка имеет кратковременный характер, то номинальную нагрузку можно брать почти без запаса, но если речь о длительной работе, то лучше брать запас порядка 20-25% для недорогих, 10-15% для фирменных, это увеличит их ресурс.

Входное/выходное напряжение и мощность указывается на наклейке, которую вы можете найти на корпусе.

При этом часто мощность и выходное напряжение можно понять даже из названия модели, например, справа S-120-24, 120 это его номинальная нагрузка, а 24 это выходное напряжение.

Пример отображения мощности и выходного напряжения из названия модели на корпусе прибора

Защита от перенапряжения и короткого замыкания

Защита от перенапряжения и короткого замыкания – важная характеристика, которая может избежать повреждение нагрузки. Хорошие источники электропитания имеют механизмы защиты от перегрузки, короткого замыкания, перенапряжения.

КПД блока питания

КПД (коэффициент полезного действия) прибора указывает на эффективность преобразования электроэнергии из сети переменного тока в постоянный , который используется другим устройством. Чем выше КПД, тем меньше энергии теряется в виде тепла, и тем меньше энергозатраты и счет за электроэнергию. Выбирайте источники электроснабжения с КПД не менее 80%, чтобы снизить потери энергии.

Количество каналов

Преобладают одноканальные БП, но есть варианты с несколькими значениями вольтажа, например, 12 и 5 Вольт. Есть блоки, совмещенные с функцией ИБП (источник бесперебойного электроснабжения).

Конструкция

Источники бывают в виде платы, в пластиковом корпусе, металлическом перфорированном, обычные, уменьшенной толщины (низкопрофильные), для монтажа на панель или DIN рейку, узкие для LED-светильников. Популярными стали ИП в алюминиевом корпусе с кожухом.

Конструктивное исполнение источников питания AC/DC

Охлаждение

Бывает пассивное, активное, при помощи вентилятора. Лучше использовать с пассивным охлаждением, при этом его корпус работает как радиатор, а так как вентилятора нет, то нечему забиваться пылью. Мощность БП с пассивным охлаждением часто ограничена на уровне 200-250 Ватт, блоки более 300-350 Ватт идут уже с вентилятором.

Блок питания AC/DC с активным охлаждением

Производитель

Конечно, лучше брать что-то фирменное, например, известный многим Mean Well или Hongwei, но если задача не сильно критичная, то подойдет что-то от менее известных производителей, цена там будет пониже.

В статье будут описаны популярные блоки, особенно в среде радиолюбителей.

Речь пойдет о БП в кожухе. Они имеют хорошее соотношение мощность/цена, удобное подключение клеммниками, большой выбор моделей.

Блоки питания с небольшой мощностью

Начнем с самых маломощных моделей, одна из них показана слева, имеет номинальную нагрузку 12 Ватт при выходном напряжении в 12 Вольт.

Но заметно более интересна целая линейка блоков 25-60 Ватт, так как выпускается она с разными выходными напряжениями, соответственно, токами. Внутри это часто неплохие ИП, работают в широком диапазоне вольтажа, что хорошо при больших колебаниях напряжения в сети.

Как пример, модели:

Внешне они почти не отличаются, разобраться можно по маркировке, где первое число — это мощность, а второе, выходное напряжение. Они удобны для электропитания различных зарядных устройств, камер видеонаблюдения, светодиодных лент, вентиляторов.

Пример маломощных ИП

Ультратонкие блоки питания

Отдельную группу занимают ультратонкие БП, но, наверное, корректнее их называть ультраузкими, так как они имеют малый размер в сечении, но большие в длину.

Такие БП также имеют стандартное выходное напряжение в 12 или 24 Вольт, а номинальная нагрузка обычно порядка 12-48 Ватт, хотя существуют более мощные модели.

Сфера применения понятна уже из форм-фактора, LED-освещение, но конечно никто не мешает использовать их для других потребителей.

Источники питания AC/DC серии LF-CB

Наиболее интересные модели:

Маркировка здесь немного отличается, первое число также обозначает мощность, а вот второе это выходной ток, потому выходной вольтаж можно узнать либо из полной маркировки, либо разделив первое число на второе.

Ниже пример маркировки на корпусе для LF-CB48-4А, который соответственно имеет на выходе 12 Вольт при токе до 4 Ампер. Данная серия БП рассчитана на «узкий» диапазон входного напряжения, от 180 до 260 Вольт.

Пример маркировки на корпусе блока питания LF-CB48-4А

К той же серии относятся источники NeonPro производства Hyrite, а то, что они выпускаются только на напряжение 12 и 24 Вольт как раз говорит про преимущественное использование для светодиодных лент, которые также чаще делают на 12 и 24 Вольт. Они также имеют отличие в маркировке, первое число — это вольтаж, а второе, номинальная нагрузка.

Естественно, как у предыдущих имеется полный комплекс защит, от перегрева, перегрузки, короткого замыкания.

Источники питания NeonPro производства Hyrite

Не безынтересны БП, имеющие некий средний размер между совсем большими и показанными выше. Здесь также корпус является радиатором, есть варианты большей мощности, имеющие активное охлаждение. Применяют их там, где есть ограничение по ширине корпуса.

Как пример можно привести популярные модели S-75-24, S-120-12 имеющие мощность 75, 120 Ватт соответственно. Маркировка стандартная, первое число мощность в Ваттах, второе, выходное напряжение.

Источник питания AC/DC SOMPOM S-120-12

Мощные блоки питания

Отдельно стоит выделить ИП мощностью от 600 Ватт. Например, источник с вольтажом 12 Вольт, номинальным током 50 Ампер. Такие блоки заметно крупнее, имеют внутри более мощный вентилятор, или два, отдельное электроснабжение ШИМ контроллера, радиаторы увеличенной площади.

Рассмотрим три ИИП мощностью 1,2 киловатт с разным напряжением:

Импульсный блок питания, 12В, 100А, 1200Вт

1200-ваттный источник применяется для рекламных стендов. Имеет встроенную защиту от перенапряжения, перегрузки по току, короткого замыкания. В качестве достоинств данного ИБП выделяют – небольшой вес, высокий КПД, допуск большого интервала питающего напряжения.

Блок питания, 24В, 50А, 1200Вт

AC-DC преобразователь пригодится в проектировании освещения большой мощности, например, для LED-лент, работающих от напряжения в 24 вольта.
Многие камеры видеонаблюдения питаются от пониженного напряжения, для их работы тоже нужен источник электропитания.

Импульсный блок питания, 48В, 25А, 1200Вт

Данный прибор имеет 48-вольтное напряжение при номинальном токе 25 Ампер.
В его конструкции используются высокочастотные трансформаторы небольших размеров, номинальная нагрузка которых не уступает тяжелым, большим НЧ трансформаторам.
Этим объясняются небольшие вес, габариты стабилизатора

Также стоит упомянуть про некоторые новинки БП от производителя Kejian.

Ниже сравним несколько преобразователей AC/DC.

Сравнительная таблица технических характеристик источников питания AC/DC

Ультраплоские блоки питания

Еще полезным классом являются ультраплоские блоки, которые используются для встраиваемых решений, номинальная нагрузка таких ИП обычно от 120 до 400 Ватт.

При этом большая часть моделей имеет пассивное охлаждение, хотя у моделей мощностью более 300 Ватт уже стоит вентилятор.

Например, Импульсный блок питания, 12В, 20А, 250Вт и Fengshuo 12V300W с пассивным охлаждением. А вот модель 12V300W имеет уже активное охлаждение, так как чем ниже выходное напряжение, тем ниже КПД прибора.

Источники питания AC/DC фирмы Fengshuo

Блоки питания для светодиодов с защитой от влаги

Сейчас часто на БП пишут — LED Power supply, соответственно покупатели интересуются, они предназначены только для светодиодного освещения? Конечно нет, такие абсолютно спокойно можно использовать для любых других нагрузок вплоть до аудио усилителей. Фактически это самые обычные БП, просто с дополнительной надписью.

А вот если нужен именно драйвер, при помощи которого питают мощные светодиодные матрицы, то следует искать надпись — LED driver, также обычно выходной вольтаж у них указан в виде диапазона, например, 24-36, 30-49 Вольт, хотя бывают варианты с фиксированным вольтажом.

Ключевое различие между блоком и драйвером в том, что для драйвера режим работы с непрерывным ограничением тока является штатным, а для БП, аварийным.

Примеры блоков LED Power supply и LED driver

Сфера применения

Помимо светодиодного освещения большую популярность набирают 3D принтеры, где большая мощность требуется для подогрева стола, напряжение при этом чаще 12 или 24 Вольт.

В таких случаях неплохим вариантом будет применение БП в кожухе использующих пассивное охлаждение. Обусловлен такой выбор тем, что вентилятор — это лишний шум, а принтер работает по много часов, также вентилятор является потенциальным узлом отказа, если он остановится, то источник, скорее всего, выйдет из строя. Требуемая номинальная нагрузка при этом находится в диапазоне 150-200 Ватт, потому лучше использовать блоки мощностью 240 Ватт, например, Блок питания, 12В, 20А, 240Вт.

ИП мощностью 240 Ватт

Еще одна сфера применения, электропитание светодиодных экранов, адресных светодиодных лент. Особенность заключается в том, что им требуется напряжение 5 Вольт, большой ток, порядка 30-50 Ампер и более. В таких случаях требуются уже приборы с активным охлаждением, так как кроме большой мощности у них часто ниже КПД из-за небольшого вольтажа.

Есть вариант обойти эту особенность путем разделения нагрузки на несколько групп, запитав их от менее мощных блоков, но стоимость такого решения выше.

ИП с активным охлаждением

Пример применения блока 5 Вольт в качестве источника для многоканальной зарядной станции или небольшой «майнинг фермы».

Источник питания AC/DC с напряжением 5 Вольт

Более мощные БП применяются для станков с ЧПУ, а также регулируемых преобразователей напряжения. Здесь требуемый вольтаж находится в диапазоне 48-60 Вольт, а номинальная нагрузка 800 Ватт и более.

Эти ИП заметно крупнее, имеют внутри более мощный вентилятор, а может два, отдельное электроснабжение ШИМ контроллера, радиаторы увеличенной площади. Как пример, Kejian S-800-48, Kejian S-1200-48 с мощностью соответственно 800, 1200 Ватт, напряжением 48 Вольт, также есть модели на другое напряжение — Kejian S-1000-24 (1000 Ватт, 24 Вольт), Kejian S-1200-12 (1200 Ватт, 12 Вольт).

Источник питания AC/DC фирмы Kejian

В некоторых ситуациях приходится устанавливать блок на улице, часто в этом случае применяют БП в герметичном корпусе. Если необходимы большая мощность, активное охлаждение, то применяют решение с нижней установкой вентилятора. Подобные источники не являются герметичными, но корпус спроектирован так, что они нормально работают в уличных условиях, хотя для электробезопасности нужно все равно использовать корпус.

Хорошим примером является NeonPro RLDV-12E600C на 600 Ватт, с 12 Вольт.

Источник питания NeonPro RLDV-12E600C мощностью 600 Ватт

Бюджетный вариант мощного источника электропитания закрытого типа представляет фирма Hongwei. Для примера сравним несколько из них.

Для примера сравним несколько анализаторов. Рассмотрим модель HW-12V-500W – недорогой БП импульсного типа с одним выходным каналом, степенью влагозащиты IP20. Также в нем реализована защита от перегрузок, перенапряжения, короткого замыкания. На панели подключения находятся 9 клеммных колодок, в том числе колодка заземления. Благодаря специальному потенциометру производится тонкая подстройка вольтажа.

Блок питания Hongwei HW-12V-500W (12В, 40А, 500Вт)

Взглянем на другую модель с регулируемым выходным напряжением до 48 Вольт — HW-48V-500W. Внутри прибора встроена интеллектуальная система охлаждения, которая позволяет не превышать уровень пульсаций, шумов более 280 милливольт. Коэффициент полезного действия составляет более 88%.

Данные приборы предназначены, прежде всего, для запитывания светодиодных лент, модулей, линеек, а мощности в 500 Ватт хватит для обеспечения энергией большого количества элементов одновременно.

Блок питания Hongwei HW-48V-500W (48В, 10А, 500Вт)

Конечно, отдельно стоит сказать про одного из самых крупных производителей, фирму Mean Well. Она производит настолько большой ассортимент блоков, светодиодных драйверов, преобразователей, что они просто не влезут в формат обзорной статьи, потому придется кратко о ключевых моделях.

Очень долгое время популярной была модель серии NES, как пример NES-350-24, также часто использовали модели серии RS, отличающейся повышенной надежностью. Но фирма Mean Well выпустила серию LRS, которая при такой же ширине и длине как у NES имеет меньше высоту, потому считается низкопрофильной. Изменения коснулись «начинки», которая стала более современной, потому получилось сделать их компактнее.

Модели серии LRS выпускаются как с пассивным охлаждением, например, LRS-100-12, LRS-150-12 мощностью 100, 150 Ватт, так и с активным у LRS-350-12. При этом первое число обозначает мощность, а второе, выходное напряжение.

Источники питания AC/DC LRS-100-12, LRS-150-12, LRS-350-12

В продаже есть большое количество очень похожих БП под другими названиями, но что примечательно, часто они настолько похожи снаружи и внутри, что можно их даже перепутать. По большому счету другие производители копируют фирму Mean Well, качество обычно при этом немного ниже, но стоят они дешевле.

Примеры аналогов блоков питания фирмы Mean Well

Топ качественных блоков питания AC/DC

Чтобы выбрать прибор для преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC), мы отобрали для вас лучшие ИП 12, 24 и 48 Вольт:

Также стоит выделить основные моменты, которые надо учесть при выборе источника электропитания.

Относитесь к выбору источника питания ответственно, так как от этого зависит надежная, длительная работа ваших устройств.

Выбор лабораторного блока питания — задача с которой рано или поздно сталкивается практически каждый электронщик и задача это не простая. Для облегчения выбора лабораторного блока питания в данной статье описываются преимущества и недостатки основных типов лабораторных блоков питания и их параметров. Предполагается, что лабораторный блок питания имеет режимы стабилизации напряжения и тока, иначе такой блок питания пожалуй не является лабораторным.

Импульсный или линейный лабораторный блок питания

Для начала определимся с понятиями, под импульсными будут иметься лабораторные блоки питания у которых регулировка выходного напряжения и тока обеспечивается посредством широтно-импульсной модуляции (ШИМ) у линейных – посредством линейного регулирующего элемента, как правило биполярного транзистора.

Преимущества импульсного блока питания:

Недостатки импульсного блока питания:

Преимущества линейных блоков питания:

Недостатки линейных блоков питания:

С такими параметрами как габариты, вес и КПД и так все понятно, тут выбор скорее дело вкуса и наличия свободного места на рабочем столе, а вот относительно пульсаций, помех и быстродействия рассмотрим подробнее.

Итак у импульсных блоков питания регулирование уровня выходного напряжения (тока) осуществляется изменением заполнения ШИМ (резонансные источники питания не рассматриваем т.к. они имеют малый диапазон регулирования) т.е. длительностью импульса, для того что бы на выходе получить «ровное» напряжение используются LC или C фильтры, причем чем больше емкость конденсатора фильтра, тем ниже пульсации.

Таким образом, чтобы получить низкие пульсации напряжения (тока) требуются конденсаторы относительно большой емкости (как правило на уровне 1000-2000 мкФ). Конечно если значительно увеличить частоту ШИМ, то емкость конденсаторов можно уменьшить, но тогда значительно возрастут потери от переключения транзисторов и преимущества импульсного блока питания сойдут на нет.

Большая емкость на выходе лабораторного блока питания нежелательна из соображений защиты устройства, которое питается от блока питания ведь разряд этой емкости в случае перегрузки по току происходит на нагрузку, и не смотря на наличие у блока питания режима стабилизации тока устройство может выйти из строя.

Кроме того из-за большой емкости на выходе «время реакции» блока питания намеренно завышается, из-за чего при подключении значительной нагрузки могут наблюдаться существенные провалы напряжения, а при отключении всплески (выбросы). Провалы напряжения не так страшны, а вот выбросы напряжений могут оказать негативное влияние на питаемое устройство.

Для лучшего понимания вышеизложенного рассмотрим простейший случай питания светодиода от лабораторного блока питания. Допустим номинальный ток светодиода 20мА, падение напряжения 2В, так вот если мы выставим на блоке питания ограничение тока 20мА, а напряжение хотя бы 5В, то при подключении к импульсному источнику питания с большой емкость на выходе светодиод скорее всего сгорит т.к. выходной конденсатор, заряженный до 5В, будет разряжаться на светодиод неконтролируемым током. Конечно можно заранее установить заведомо меньшее напряжение, но лабораторный блок питания на то и лабораторный, что бы выручать электронщика в нештатных ситуациях. Тоже касается и неправильного подключения плюс/минус. В случае импульсного блока питания выходной конденсатор будет разряжаться неконтролируемым током на устройство и большой вероятностью повредит его.

В линейных блоках питания на выходе устанавливается относительно небольшая емкость ( на уровне 10-100 мкФ) и нужна она скорее не для стабилизации выходного напряжения, а для обеспечения устойчивости контуров стабилизации тока и напряжения.

Линейный лабораторный блок питания с маленькой емкостью на выходе более шустрый и с большой вероятностью спасет Ваше устройство при нештатных ситуациях.

Пульсации выходного напряжения (тока) импульсного блока питания обычно больше, чем у линейного, но справедливости ради следует заметить, что даже уровня пульсации импульсного блока питания достаточно для подавляющего числа устройств, так что это скорее не недостаток, а особенность.

Рассмотрим вопрос электромагнитных помех импульсного источника питания, некоторые электронщики убеждены, что абсолютно все импульсные источники питания «шумят» и не годятся для питания скажем устройств аудиотехники.

Это не совсем так, конечно помехи свести к нулю не возможно, но помехи качественно спроектированного импульсного источника питания незначительны и не оказывают влияния на подавляющее большинство потребителей, кроме того помехи источников питания различных приборов как то паяльная станция или люминесцентный светильник, могут быть больше чем помехи от блока питания. Поэтому не стоит заведомо «ставить крест» на импульсных источниках питания, просто к их выбору нужно подходить более тщательно.

При значительных преимуществах линейных источников питания имеют они и существенный недостаток — относительно малый выходной ток, как правило максимальный выходной ток линейных источников питания составляет 5А. Связано это с большими потерями на регулирующем элементе.

Кроме чисто импульсных и линейных блоков питания бывают лабораторные блоки питания с комбинированным регулированием, в частности лабораторный блок питания PS-3010PL3. В данном блоке питания используется двойное регулирование напряжения, напряжение сначала снижается импульсным стабилизатором до напряжения на 1-2В выше требуемого выходного напряжения, а затем контуром линейного стабилизатора напряжения снижается до требуемого, такое решение позволяет обеспечить высокое быстродействие контура стабилизации и высокий выходной ток (до 10А). Выходные пульсации такого блока питания чуть выше чем у традиционного линейного блока питания, но ниже чем у традиционного импульсного блока питания.

Диапазон выходного напряжения и тока, количество каналов

Наиболее распространены лабораторные блоки питания с максимальным выходным напряжением 18, 30, 60 В и максимальным выходным током 3, 5, 10А. При выходных токах более 10А градация как правило произвольная.

Выбор диапазона напряжения и тока лабораторного блока питания зависит от выполняемых задач, так для питания низковольтных устройств на микроконтроллерах достаточно 18В блока питания.

Если Вы еще только начинаете осваивать электронику и не можете предугадать какие устройства в будущем будет собирать и отлаживать, то при наличии бюджета лучше сделать выбор лабораторного блока питания на 30В, при ограниченном бюджете подойдет и 18В блок питания, в будущем его можно использовать как дополнительный или резервный блок питания если потребуется приобрести блок питания на 30 или 60В.
С максимальным выходным напряжением разобрались, теперь рассмотрим какой нам нужен выходной ток.

Для большинства случаев выходного тока 5А более чем достаточно, но если Вы занимаетесь например автомобильной электроникой, то не лишним будет иметь блок питания с выходным током до 10-20А. Лабораторный блок питания с выходным током до 3А подойдет если Вы не планируете отлаживать относительно мощных устройств, например ограничиваетесь программированием микроконтроллеров.

При выборе лабораторного блока питания также следует обратить внимание на точность и дискретность измерения выходного тока, большинство бюджетных блоков питания имеют дискретность измерения тока 10 мА, чего может оказаться недостаточным для отладки маломощных устройств, устройств с батарейным питанием.

Сколько же каналов должен иметь лабораторный блок питания ? Наиболее распространены одноканальные блоки питания, но если Вы планируете заниматься аудиотехникой, то желательно иметь двуканальный блок питания, допускающий последовательное соединение каналов, что позволит получать двуполярное напряжение питания.

Двух канальные лабораторные блоки питания также могут быть удобны при одновременной отладке нескольких устройств или устройств с множеством вторичных источников питания, но многоканальные блоки питания значительно дороже одноканальных и для питания относительно маломощных устройств может оказаться проще собрать самостоятельно дополнительный маломощный источник питания, например на 5 или 3,3В выходного напряжения и 1-2А выходного тока.

Интерфейс – крутилки, кнопки, индикаторы

И снова немного терминологии. Лабораторные блоки питания бывают программируемые и обычные (непрограммируемые). В программируемых лабораторных блоках питания выходное напряжение задается клавиатурой, кнопками или энкодером и в контуре стабилизации тока и напряжения с использованием цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) формируются соответствующие опорные напряжения т.е. выходное напряжение и ток явно задаются пользователем, а блок питания их обеспечивает ( с учетом погрешности естественно).

В обычных (непрограммируемых) лабораторных блоках питания выходное напряжение и ток задаются переменными резисторами (крутилками), которые подключаются непосредственно в контур обратной связи и/или как делитель опорного напряжения, при этом текущее выходное напряжение определяется по показанием индикатора напряжения в режиме «онлайн», а максимальный выходной ток устанавливается по индикатору тока при замкнутом выходе.

Следует отметить, что как правило программируемые лабораторные блоки питания имеют функцию подключения и отключения нагрузки
Таким образом программируемый лабораторный блок питания является более предпочтительным выбором, т.к. более удобен в эксплуатации, но за удобство приходится платить поскольку эти блоки питания дороже обычных.

Важной особенностью обычных (непрограммируемых) блоков питания является и то, что при их включении/выключении на выходе возможны кратковременные всплески напряжения, способные причинить вред подключенному устройству, поэтому если все же Вы сделали выбор в пользу такого блока питания — проверьте его на наличие такой особенности.

Следующий элемент интерфейса — индикаторы, у программируемых блоков питания индикация выходных параметров (тока и напряжения) осуществляется цифровыми индикаторами, а вот у обычных лабораторных блоков питания встречаются стрелочные индикаторы.

С точки зрения точности отображения цифровые индикаторы лучше т.к. измерение напряжения и тока осуществляется посредством аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и типовая погрешность показаний составляется 0,5-1%, в то время как при наличии стрелочных индикаторов напряжение и ток измеряется непосредственно ими, при этом типовая погрешность измерения составляет 1,5-2,5% и может со временем увеличиваться по мере ослабления пружины стрелочного механизма.