Лабораторные источники питания Delta Elektronika. Обзор продукции

В настоящее время на рынке представлено большое число лабораторных источников питания, созданных для решения различных задач. В статье подробно рассмотрена продукция одного из ведущих производителей профессиональных источников питания Delta Elektronika B. V. (Нидерланды).

ООО «АВИТОН» – официальный дистрибьютор

Delta Еlektronika в России, г. Санкт-Петербург

Насколько дорого стоит опыт? А опыт производителя с мировым именем? Риторический вопрос! Ведь понятно, что крупные компании, известные по всему свету, за десятилетия работы приобрели высокую культуру производства, в частности многократно тестируют, проверяют и отлаживают любые свои новинки. Это гарантия того, что, попав к конечному пользователю, продукция будет служить верой и правдой долгие годы. Все это в полной мере можно отнести к нидерландской компании Delta Elektronika B. V. («Дельта Электроника»), которая существует на мировом рынке 50 лет и специализируется на производстве лабораторных и промышленных программируемых источников питания. Заводы компании находятся в Нидерландах и на Мальте. Среди достоинств производимой продукции можно выделить наиболее важные:

- низкие значения шумов и пульсаций;

- высокая стабильность выходного напряжения и тока;

- высокие показатели быстродействия (высокая скорость реакции на управление и реакция на изменение нагрузки);

- высокий коэффициент мощности;

- высокий КПД;

- низкий уровень помех, а также высокая помехоустойчивость;

- возможность регулировки выходных параметров от нуля до номинального значения;

- работа в режиме как постоянного тока, так и постоянного напряжения;

- наличие интерфейсов, позволяющих дистанционно управлять источниками питания, выполнять мониторинг и контроль основных параметров источника питания;

- возможность последовательного и параллельного подключения источников питания.

Рассмотрим характеристики и отличительные особенности каждой серии лабораторных источников питания Delta Elektronika.

Серия SM

Эта серия – флагман линейки источников питания. Включает в себя программируемые лабораторные источники как в настольном исполнении, так и в корпусах для монтажа в 19-дюймовые стойки (рис. 1). Мощность источников питания серии составляет от 800 до 6000 Вт (один выход), номинальное значение выходного напряжения – от 7,5 до 660 В, номинальное значение выходного тока – от 0 до 400 А (табл. 1). В источниках предусмотрены функция обратной связи по напряжению, возможность внешнего аналогового программирования выходных параметров и программирования выходных параметров через интерфейсы. Источники имеют широкий набор дополнительных опций, позволяющих расширять их функциональные возможности.

Опции серии

Поглощение мощности (Power Sink). Данная опция позволяет не только передавать энергию из сети в нагрузку, но и потреблять энергию нагрузки (без передачи ее в сеть). Это позволяет работать с электро­двигателями, функционирующими как в двигательном, так и в тормозном режиме (в двух квадрантах) без использования дополнительных устройств. Если стандартный источник питания применяется для управления двигателем, работающим в двух квадрантах без дополнительных устройств защиты, то при переходе двигателя в тормозной режим энергия отдается в цепь питания двигателя и напряжение на выходе источника питания вследствие дополнительного заряда его выходных сглаживающих конденсаторов повышается. Это приводит к срабатыванию защиты от перенапряжения на выходе источника питания и его отключению. Для сброса состояния, вызванного сработавшей защитой от перенапряжения, обычно необходимо отключить сетевое питание, что крайне неудобно и приводит к тому, что система в течение этого периода не работает.

В серии SM с опцией «Поглощение мощности» установлена цепь рассеивания энергии, позволяющая рассеивать 10–20 % номинальной мощности источника питания. Кроме того, эта опция обеспечивает быстрый спад выходного напряжения при изменении сигнала управления. С помощью опции можно получать время спада выходного напряжения на уровне времени его нарастания независимо от значения подключаемой нагрузки.

Высокое быстродействие (High Speed). В ряде применений важно высокое быстродействие источника питания. Источники питания серии SM, предназначенные для таких систем, выпускаются в высокоскоростном исполнении – с опцией «Высокое быстродействие». Эта опция увеличивает скорость нарастания и падения напряжения на выходе источника питания в 10–20 раз, что, в частности, позволяет управлять нагрузками лазерных и плазменных установок, систем автоматического тестирования.

Источники питания Delta Elektronika применяются в лазерных технологиях, например для питания матриц мощных лазерных диодов. Электрический пробой диода в такой матрице эквивалентен короткому замыканию. Нагрузка скачкообразно меняется, и источник питания должен очень быстро на это отреагировать.

Приведем еще один пример использования опции «Высокое быстродействие», на сей раз в системе тестирования бортовой сети питания новых вертолетов. Задача тестового оборудования – эмуляция бортового напряжения 28 В, а один из самых сложных моментов – имитация его кратковременного пропадания. Такая ситуация возможна в реальной жизни, и от того, как будут реагировать приборы, зависит жизнь пилота. Моделирование этой ситуации необходимо для проверки поведения различных приборов – контроллеров, датчиков, электродвигателей, осветительных систем и исполнительных механизмов – при полном кратковременном пропадании напряжения. В лаборатории была воссоздана вся машина со всеми системами. Генераторы, используемые для управления турбиной, были заменены на источники питания Delta Elektronika. Все тестируемое оборудование было размещено на пяти специальных стойках вокруг фюзеляжа (для простоты сборки и контроля). По условиям теста продолжительность периода, при котором отсутствует напряжение, должно было составлять от 1 до 50 мс. От источника питания требовались характеристики, обычно несвойственные этим приборам, поскольку напряжение должно очень быстро падать до нуля. Источникам питания Delta Elektronika с опцией High Speed потребовалось 280 мкс для сброса напряжения до нуля и столько же времени для восстановления выходного напряжения до 28 В.

Контроллер управления по Ether­net. Основные функции, которые этот контроллер позволяет реализовать, – задание и контроль выходных параметров, режима постоянного тока, контроль достижения ограничений по току и напряжению, ошибок по входу или выходу, контроль перегрева и пр. Кроме того, он позволяет дистанционно включать или выключать источник питания. Контроллер имеет собственную энергонезависимую память команд, содержащую до 25 их последовательностей по 2000 шагов каждая. Благодаря этому источник питания способен выполнять функции программируемого генератора: устанавливать выходные токи и напряжения, задавать шаг изменения параметров, увеличивать или уменьшать значения тока и напряжения, задавать комбинации очень быстрых или медленных последовательностей. Также контроллер управления по Ethernet доступен в виде внешнего модуля.

Кроме перечисленных опций можно отметить следующие:

- встроенные контроллеры управ­ления по интерфейсам CANopen, Profibus, IEEE‑488 и RS‑232;

- установленные в ручках настройки тока и напряжения энкодеры вместо потенциометров. Преимущества энкодеров заключаются в большем сроке службы, возможности блокировки, а также в доступности грубой или тонкой настройки шагов в зависимости от частоты вращения;

- подстроечные потенциометры для задания значений тока и напряжения, предназначенные для предотвращения случайного изменения настроек. Для этой опции ручки настройки напряжения и тока размещены на задней панели. С передней панели настройка осуществляется с помощью подстроечных потенциометров, которые подкручиваются отверткой через отверстия, расположенные на лицевой панели;

- увеличенные примерно на 10 % максимальные значения напряжения и тока;

- повышенная изоляция;

- размещение выходов на лицевой или задней панели.

Серия SM 3300

Эта серия (рис. 2) – результат нового этапа развития источников питания компании Delta Elektronika (табл. 2). Имеет принципиально новую цифровую архитектуру.

Все предыдущие источники питания серии SM – аналоговые устройства, что накладывает на них определенные ограничения. Так, наряду с аналоговым интерфейсом в источнике питания SM может быть установлен только еще один интерфейс. Кроме того, опциональные интерфейсы (Ethernet, CANopen, Profibus или IEEE-488) в обязательном порядке должны устанавливаться и настраиваться на заводе-производителе. Безусловно, эти требования не влияют на качество изделия, что подтверждается успешным опытом эксплуатации таких источников питания в мире, однако не во всех случаях это удобно.

Все указанные сложности напрямую связаны с основными характеристиками аналоговой платформы, на основе которой построены источники предыдущих серий SM, а значит, решить эти проблемы можно было, только кардинально изменив архитектуру источника питания.

Именно эта задача и была решена командой разработчиков Delta Elektronika в процессе работы над серией источников питания SM 3300. Платформа нового источника питания – полностью цифровая с развитой модульной структурой. Благода­ря этому расширены возможности управления источником питания и его функциональность, стал возмо­жен процесс его модификации. Перечислим некоторые нововведения:

- опциональные интерфейсы, которые раньше создавались на размещенных в корпусе печатных платах, теперь оформляются в виде отдельных модулей, установленных в слоты на задней панели источника питания. Благодаря этому замена одного интерфейса на другой не составляет никакого труда и не требует специальных условий;

- возможность одновременного использования до четырех различных интерфейсов;

- реализация в стандартной модели ряда функций, которые раньше предлагались опционально: блокировка ручек установки защиты от случайного сбоя настроек, установка энкодеров в ручках управления, повышенное значение напряжения испытания изоляции выход-корпус, интерфейс Ethernet и встроенный программируемый контроллер;

- уменьшение высоты источников питания до 2U;

- ЖК-дисплей и меню, упрощающие настройку источника питания.

Серия EST

Входящие в эту серию источники питания предназначены для применения в лабораторных условиях. Выпускаются в настольном исполнении (рис. 3). Основные характеристики: мощность – 150 Вт, три независимых гальванически не связанных выхода, диапазон выходного напряжения – от 0 до 20 В, диапазон выходного тока – от 0 до 5 A (табл. 3). В зависимости от схемы подключения источник позволяет получать различные комбинации выходных напряжений и токов.

Рис. 3. Источник питания серии EST

Таблица 3. Основные параметры источников серии EST

Серия ES

Мощность источников серии – 150 и 300 Вт (один выход), номинальные значения выходных напряжений – от 15 до 300 В, номинальные значения выходных токов – от 450 мА до 10 А (табл. 4). Регулировка выходного тока и напряжения осуществляется от нуля до номинального значения. Источники питания серии ES выпускаются как в настольном исполнении (рис. 4), так и в корпусе для  установки в 19-дюймовые стойки. В качестве опций имеют такие возможности, как контроль падения выходного напряжения на нагрузке и соответствующую регулировку в зависимости от длины провода, внешнее аналоговое программирование выходных параметров, а также про­граммирование выходных параметров через интерфейсы Ethernet, RS‑232 и IEEE‑488. Кроме того, возможно последовательное или параллельное подключение нескольких источников питания.

Рассмотрев модельный ряд лабораторных источников питания компании Delta Elektronika B. V., можно выделить одно из их важных достоинств: гибкость предлагаемых решений благодаря большому числу опциональных возможностей. Обычно разработчику или пользователю необходим ограниченный ряд возможностей, и приобретение дорогого продукта с избыточным числом опций не всегда оправданно. Приобретая продукцию Delta Elektronika, каждый может подобрать только тот набор опций, который ему действительно необходим, и таким образом сэкономить.

Благодаря высокой функциональности профессиональных источников питания Delta Elektronika сферы их применения обширны и разнообразны: они используются в самых разных областях – от автомобильной и аэрокосмической индустрии до метрологических служб производственных предприятий и исследовательских лабораторий институтов.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 3(57)_2015

А. Е. Федоров, руководитель направления 

«Источники питания»,

ООО «АВИТОН» – официальный дистрибьютор 

Delta Еlektronika в России, г. Санкт-Петербург,

тел.: (812) 702-1001,

e-mail: sales@aviton.spb.ru,

www.aviton.spb.ru