Introduction et didacticiel sur l'alimentation programmable ! : 7 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Si vous vous êtes déjà posé des questions sur les alimentations programmables, vous devez parcourir cette instructable pour obtenir une connaissance complète et un exemple pratique d'une alimentation programmable.

Aussi toute personne intéressée par l'électronique, veuillez parcourir cette instructable pour explorer de nouvelles choses intéressantes….

Restez à l'écoute!!

Étape 1: Qu'est-ce qu'une alimentation programmable et qu'est-ce qui la rend différente ?

Cela fait un moment que j'ai téléchargé un nouveau instructable. J'ai donc pensé à télécharger rapidement un nouveau instructable sur un outil très nécessaire (pour tout amateur/amateur d'électronique/professionnel) qui est une alimentation programmable.

Ainsi, la première question se pose ici: qu'est-ce qu'une alimentation programmable ?

Une alimentation programmable est un type d'alimentation linéaire qui permet le contrôle total de la tension et du courant de sortie de l'unité via une interface numérique/analogique/RS232.

Alors, qu'est-ce qui la rend différente d'une alimentation linéaire traditionnelle LM317/LM350/tout autre circuit intégré? Jetons un coup d'œil aux principales différences.

1) La principale grande différence est le contrôle:

Généralement, notre alimentation traditionnelle LM317/LM350/tout autre circuit intégré fonctionne sur un mode CV (tension constante) où nous n'avons aucun contrôle sur le courant. La charge tire le courant en fonction de ses besoins là où nous ne pouvons pas le contrôler. Mais dans un alimentation programmable, nous pouvons contrôler à la fois les champs de tension et de courant individuellement.

2) L'interface de contrôle:

Dans notre alimentation basée sur LM317/LM350, nous tournons un pot et la tension de sortie varie en conséquence.

En comparaison, dans une alimentation programmable, on peut soit régler les paramètres à l'aide du clavier numérique, soit les modifier à l'aide d'un encodeur rotatif ou encore contrôler les paramètres via un PC à distance.

3) La protection de sortie:

Si nous court-circuitons la sortie de notre alimentation traditionnelle, cela abaissera la tension et fournira tout le courant. Ainsi, dans un court laps de temps, la puce de contrôle (LM317/LM350/tout autre) est endommagée en raison d'une surchauffe.

Mais en comparaison, dans une alimentation programmable, nous pouvons fermer totalement la sortie (si nous voulons) lorsqu'un court-circuit se produit.

4) L'interface utilisateur:

Généralement, dans une alimentation traditionnelle, nous devons connecter un multimètre pour vérifier la tension de sortie à chaque fois. De plus, un capteur de courant / pince ampèremétrique précise est nécessaire pour vérifier le courant de sortie.

(NB: veuillez vérifier mon alimentation de banc variable 3A instructable ici qui consiste en une lecture de tension et de courant intégrée sur un écran couleur)

En dehors de cela, dans une alimentation programmable, il dispose d'un affichage intégré qui affiche toutes les informations nécessaires telles que la tension actuelle/l'ampérage actuel/la tension définie/l'ampli défini/le mode de fonctionnement et bien d'autres paramètres.

5)Nombre de sorties:

Supposons que vous souhaitiez exécuter un circuit/circuit audio basé sur OP-AMP où vous aurez besoin de tous les Vcc, 0v et GND. Notre alimentation linéaire ne donnera que Vcc et GND (sortie à canal unique) afin que vous ne puissiez pas exécuter ce type de circuit en utilisant une alimentation linéaire (vous en aurez besoin de deux connectés en série).

En comparaison, une alimentation programmable typique a au moins deux sorties (certaines en ont trois) qui sont isolées électroniquement (pas vrai pour chaque alimentation programmable) et vous pouvez facilement les joindre en série pour obtenir votre Vcc, 0, GND requis.

Il existe également de nombreuses différences, mais ce sont les principales différences clés que j'ai décrites. J'espère que vous aurez une idée de ce qu'est une alimentation programmable.

De plus, par rapport à un SMPS, l'alimentation programmable a très peu de bruit (composants alternatifs indésirables/pointes électriques/CEM, etc.) à la sortie (car il est linéaire).

Passons maintenant à l'étape suivante !

NB: Vous pouvez consulter ma vidéo concernant mon alimentation programmable Rigol DP832 ici.

Étape 2: Qu'est-ce que le mode CV et CC de n'importe quelle alimentation ?

C'est très déroutant pour beaucoup d'entre nous quand il s'agit de CV et de CC. Nous connaissons le formulaire complet mais dans de nombreux cas, nous n'avons pas la bonne idée de leur fonctionnement. Jetons un coup d'œil aux deux modes et faire une comparaison sur la façon dont ils sont différents de leur perspective de travail.

Mode CV (tension constante):

En mode CV (que ce soit dans le cas d'une alimentation/chargeur de batterie/presque tout ce qui en a), l'équipement maintient généralement une tension de sortie constante à la sortie indépendante du courant qui en est tiré.

Prenons maintenant un exemple.

Par exemple, j'ai une LED blanche de 50w qui fonctionne sur 32v et consomme 1,75A. Maintenant, si nous attachons la LED à l'alimentation en mode tension constante et réglons l'alimentation sur 32v, l'alimentation régulera la tension de sortie et maintiendra il à 32v de toute façon. Il ne surveillera pas le courant consommé par la LED.

Mais

Ces types de LED consomment plus de courant lorsqu'elles deviennent plus chaudes (c'est-à-dire qu'elles consomment plus de courant que le courant spécifié dans la fiche technique, c'est-à-dire 1,75 A et peuvent aller jusqu'à 3,5 A. Si nous mettons l'alimentation en mode CV pour cette LED, il ne regardera pas le courant tiré et ne régulera que la tension de sortie et ainsi, la LED sera éventuellement endommagée à long terme en raison d'une consommation de courant excessive.

Ici le mode CC entre en jeu !!

Mode CC (courant constant/contrôle de courant):

En mode CC, nous pouvons définir le courant MAX consommé par n'importe quelle charge et nous pouvons le réguler.

Par exemple, nous réglons la tension sur 32 v, réglons le courant maximal sur 1,75 A et attachons la même LED à l'alimentation. Maintenant, que se passera-t-il ? Finalement, la LED deviendra plus chaude et essaiera de tirer plus de courant de l'alimentation. Maintenant cette fois, notre alimentation maintiendra le même ampérage soit 1,75 en sortie en BAISANT LA TENSION (simple loi d'Ohm) et ainsi, notre LED sera économisée sur le long terme.

Il en va de même pour la charge de la batterie lorsque vous chargez une batterie SLA/Li-ion/LI-po. Dans la première partie de la charge, nous devons réguler le courant en utilisant le mode CC.

Prenons un autre exemple où nous voulons charger une batterie 4.2v/1000mah qui est évaluée à 1C (c'est-à-dire que nous pouvons charger la batterie avec un courant maximum de 1A). Mais pour des raisons de sécurité, nous régulerons le courant à un maximum de 0,5 C soit 500mA.

Maintenant, nous allons régler l'alimentation sur 4.2v et régler le courant maximum sur 500mA et y attacher la batterie. Maintenant, la batterie essaiera de récupérer plus de courant de l'alimentation pour la première charge, mais notre alimentation régulera le courant en en abaissant un peu la tension. Au fur et à mesure que la tension de la batterie augmentera, la différence de potentiel sera moindre entre l'alimentation et la batterie et le courant tiré par la batterie sera abaissé. Maintenant, chaque fois que le courant de charge (courant tiré par la batterie) descend en dessous de 500mA, l'alimentation passera en mode CV et maintiendra une tension constante de 4,2 V à la sortie pour charger la batterie pour le reste du temps !

Intéressant, n'est-ce pas ?

Étape 3: Il y en a tellement !!

De nombreuses alimentations programmables sont disponibles auprès de différents fournisseurs. Donc, si vous lisez encore maintenant et que vous êtes déterminé à en obtenir une, vous devez d'abord décider de certains paramètres !!

Chaque alimentation électrique est différente les unes des autres en termes de précision, de nombre de canaux de sortie, de puissance de sortie totale, de tension-courant/sortie maximale, etc.

Maintenant, si vous voulez en posséder un, vous décidez d'abord de la tension et du courant de sortie maximum avec lesquels vous travaillez généralement pour votre utilisation quotidienne! Ensuite, sélectionnez le nombre de canaux de sortie dont vous avez besoin pour travailler avec différents circuits à la fois Vient ensuite la puissance de sortie totale, c'est-à-dire la puissance maximale dont vous avez besoin (formule P = VxI). Ensuite, optez pour l'interface comme si vous aviez besoin d'un clavier numérique / style encodeur rotatif ou d'une interface de type analogique, etc.

Maintenant, si vous avez décidé, vient enfin le principal facteur important, à savoir le prix. Choisissez-en un en fonction de votre budget (et vérifiez évidemment que si les paramètres techniques mentionnés ci-dessus y sont disponibles).

Et le dernier mais non le moindre, regardez évidemment le fournisseur. Je vous recommanderais d'acheter auprès d'un fournisseur réputé et n'oubliez pas de vérifier les commentaires (donnés par d'autres clients).

Prenons maintenant un exemple:

Je travaille généralement avec des circuits logiques numériques/des circuits liés au microcontrôleur qui nécessitent généralement 5v/max 2A (si j'utilise des moteurs et des trucs comme ça).

Parfois aussi, je travaille sur des circuits audio qui nécessitent une alimentation aussi élevée que 30v/3A et également une double alimentation. Je choisirai donc une alimentation pouvant donner un maximum de 30v/3A et ayant deux canaux isolés électroniquement.(c'est-à-dire que chaque canal peut fournir 30v/3A et ils n'auront pas de rail GND ou de rail VCC commun). Je n'ai généralement pas besoin d'un clavier numérique sophistiqué comme ça! (Mais bien sûr, ils m'aident beaucoup). Maintenant, mon budget maximum est de 500 $. choisira une alimentation selon mes critères mentionnés ci-dessus…

Étape 4: Mon alimentation électrique… Rigol DP832

Donc selon mes besoins, Rigol DP832 est un équipement parfait pour mon utilisation (ENCORE, FORTEMENT A MON AVIS).

Jetons maintenant un coup d'œil rapide. le courant maximum sera de 3A). Vous pouvez également les connecter en parallèle pour obtenir un maximum de 6A (la tension maximale sera de 30v). Ch2 et Ch3 ont une masse commune. Ch3 peut donner un maximum de 5v/3A qui convient aux circuits numériques. La puissance de sortie totale des trois canaux combinés est de 195w. Cela m'a coûté environ 639$ en Inde (Ici en Inde, c'est un peu cher par rapport au site de Rigol où il est mentionné à 473$ à cause des frais d'importation et impôts..)

Vous pouvez sélectionner différents canaux en appuyant sur le bouton 1/2/3 pour sélectionner le canal correspondant. Chaque canal individuel peut être activé/désactivé à l'aide de ses commutateurs correspondants. Vous pouvez également les activer/désactiver en même temps via un autre commutateur dédié appelé All marche/arrêt. L'interface de commande est totalement numérique. Elle fournit un clavier numérique pour la saisie directe de n'importe quelle tension/courant donné. Il existe également un encodeur rotatif via lequel vous pouvez augmenter/diminuer progressivement n'importe quel paramètre donné.

Volt/Milivolt/Amp/Miliamp - quatre touches dédiées sont là pour entrer l'entité souhaitée. Ces touches peuvent également être utilisées pour déplacer le curseur Haut/Bas/Droite/Gauche.

Il y a cinq touches sous l'écran qui agissent en fonction du texte affiché sur l'écran au-dessus des interrupteurs. Par exemple, si je veux activer OVP (protection contre les surtensions), alors je dois appuyer sur le troisième interrupteur à partir de la gauche pour activer OVP.

L'alimentation a un OVP (protection contre les surtensions) et OCP (protection contre les surintensités) pour chaque canal.

Supposons que je veuille faire fonctionner un circuit (qui peut tolérer un maximum de 5v) où j'augmenterai progressivement la tension de 3,3v à 5v. Maintenant, si je mets accidentellement une tension supérieure à 5v en tournant le bouton et en ne regardant pas l'écran, le circuit sera frit. Maintenant, dans ce cas, l'OVP entre en action. Je vais régler l'OVP sur 5v. Maintenant, j'augmenterai progressivement la tension de 3,3v et chaque fois que la limite de 5v est atteinte, le canal sera coupé pour protéger la charge.

Il en va de même pour l'OCP. Si je définis une certaine valeur OCP (par exemple 1A), chaque fois que le courant tiré par la charge atteint cette limite, la sortie sera désactivée.

Il s'agit d'une fonctionnalité très utile pour protéger votre précieux design.

De plus, il existe de nombreuses autres fonctionnalités que je n'expliquerai pas maintenant. Par exemple, il existe une minuterie par laquelle vous pouvez créer une certaine forme d'onde comme un carré/dent de scie, etc. Vous pouvez également activer/désactiver n'importe quelle sortie après un certain laps de temps.

J'ai le modèle de résolution inférieure qui prend en charge la relecture de toute tension/courant jusqu'à deux décimales. Par exemple: si vous le réglez sur 5 V et activez la sortie, l'écran vous indiquera 5,00 et il en va de même pour le courant.

Étape 5: Assez parlé, activons quelque chose (également, le mode CV/CC revisité !)

Il est maintenant temps de connecter une charge et de la mettre sous tension.

Regardez la première photo où j'ai connecté ma charge factice maison au canal 2 de l'alimentation.

Qu'est-ce qu'une charge factice:

La charge fictive est essentiellement une charge électrique qui tire du courant de n'importe quelle source d'alimentation. Mais dans une charge réelle (comme une ampoule/un moteur), la consommation de courant est fixée pour l'ampoule/le moteur particulier. ajuster le courant tiré par la charge par un pot c'est-à-dire que nous pouvons augmenter/diminuer la consommation d'énergie selon nos besoins.

Maintenant, vous pouvez clairement voir que la charge (boîte en bois à droite) tire 0,50 A de l'alimentation. Voyons maintenant l'affichage de l'alimentation. Vous pouvez voir que le canal 2 est allumé et que le reste des canaux est éteint (Le carré vert est autour du canal 2 et tous les paramètres de sortie comme la tension, le courant, la puissance dissipée par la charge sont affichés). 0.50A) & la puissance totale dissipée par la charge soit 2.650W.

Jetons maintenant un coup d'œil à l'affichage de l'alimentation sur la deuxième image ((photo agrandie de l'affichage). J'ai réglé la tension de 5 V et le courant maximal est réglé à 1 A. L'alimentation donne un 5 V constant à la sortie. À à ce stade, la charge consomme 0,53A, ce qui est inférieur au courant réglé 1A, donc l'alimentation ne limite pas le courant et le mode est le mode CV.

Maintenant, si le courant tiré par la charge atteint 1A, l'alimentation passera en mode CC et abaissera la tension pour maintenir un courant constant de 1A à la sortie.

Maintenant, vérifiez la troisième photo. Ici, vous pouvez voir que la charge fictive consomme 0,99 A. Donc, dans cette situation, l'alimentation doit abaisser la tension et générer un courant de 1 A à la sortie.

Jetons un coup d'œil à la 4ème image (photo agrandie de l'affichage) où vous pouvez voir que le mode est passé à CC. L'alimentation a diminué la tension à 0,28 V pour maintenir le courant de charge à 1 A. Encore une fois, la loi d'ohm l'emporte !!!!

Étape 6: Amusons-nous… Il est temps de tester la précision

Maintenant, voici la partie la plus importante de toute alimentation, c'est-à-dire la précision. Dans cette partie, nous allons donc vérifier à quel point ces types d'alimentations programmables sont vraiment précis !!

Test de précision de tension:

Dans la première photo, j'ai réglé l'alimentation sur 5v et vous pouvez voir que mon multimètre Fluke 87v récemment calibré lit 5,002v.

Jetons maintenant un œil à la fiche technique de la deuxième photo.

La précision de la tension pour Ch1/Ch2 sera dans la plage décrite ci-dessous:

Tension définie +/- (0,02% de la tension définie + 2 mv). Dans notre cas, j'ai connecté le multimètre à Ch1 et la tension définie est de 5 V.

La limite supérieure de la tension de sortie sera donc:

5v + (.02% de 5v +.002v) soit 5.003v.

& la limite inférieure de la tension de sortie sera:

5v - (.02% de 5v +.002v) soit 4.997.

Mon multimètre standard industriel Fluke 87v récemment calibré affiche 5,002v, ce qui se situe dans la plage spécifiée comme nous l'avons calculé ci-dessus. Un très bon résultat, je dois dire !!

Test de précision actuel:

Jetez à nouveau un œil à la fiche technique de la précision actuelle. Comme décrit, la précision actuelle pour les trois canaux sera:

Courant réglé +/- (0,05% du courant réglé + 2mA).

Jetons maintenant un coup d'œil à la troisième photo où j'ai réglé le courant maximal à 20 mA (l'alimentation passera en mode CC et essaiera de maintenir 20 mA lorsque je connecterai le multimètre) et mon multimètre lit 20,48 mA.

Calculons d'abord la portée.

La limite supérieure du courant de sortie sera:

20mA + (.05 % de 20mA + 2mA) soit 22,01mA.

La limite inférieure du courant de sortie sera:

20mA - (.05 % de 20mA + 2mA) soit 17,99mA.

Mon Fluke de confiance lit 20,48 mA et encore une fois, la valeur se situe dans la plage calculée ci-dessus. Encore une fois, nous avons obtenu un bon résultat pour notre test de précision actuel. L'alimentation ne nous a pas fait défaut….

Étape 7: Le verdict final…

Nous arrivons maintenant à la dernière partie…

J'espère pouvoir vous donner une petite idée de ce que sont les alimentations programmables et de leur fonctionnement.

Si vous êtes sérieux au sujet de l'électronique et que vous faites des conceptions sérieuses, je pense que tout type d'alimentation programmable devrait être présent dans votre arsenal car nous n'aimons littéralement pas faire frire nos précieuses conceptions en raison d'une surtension/surintensité/court-circuit accidentels.

Non seulement cela, mais aussi avec ce type d'alimentation, nous pouvons charger avec précision tout type de batterie Li-po/Li-ion/SLA sans craindre de prendre feu/aucun chargeur spécial (parce que les batteries Li-po/Li-ion sont susceptible de prendre feu si les paramètres de charge appropriés ne sont pas respectés !).

Il est maintenant temps de se dire au revoir !

Si vous pensez que cet Instructable efface tous nos doutes et si vous en avez appris quelque chose, veuillez donner un coup de pouce et n'oubliez pas de vous abonner ! Veuillez également jeter un œil à ma chaîne youtube récemment ouverte et donner vos précieux avis !

Bon apprentissage….

Adios !!