Использование 4-проводной схемы питания и измерения для стабилизации напряжения на нагрузке

Использование 4-проводной схемы питания и измерения для стабилизации напряжения на нагрузке

9 Апреля 2015

Рис. 5.jpg
Алексей Телегин, менеджер по развитию бизнеса и ведущий блога по источникам питания Keysight Technologies

Приходилось ли вам устанавливать выходное напряжение источника питания на некоторое значение, а затем обнаруживать, что напряжение на нагрузке меньше установленного? Если для вашего измерения это было приемлемо, то вы, вероятно, оставляли все как есть. Но если вы хотели, чтобы на нагрузке было напряжение, определенное требованиями спецификации, то вам приходилось завышать напряжение на источнике или же использовать дополнительные измерительные входы источника.
Измерительные входы есть у многих источников питания, они позволяют источнику стабилизировать напряжение прямо на нагрузке. Это достигается за счет применения комплекта измерительных проводов в дополнение к проводам, через которые подается питание на нагрузку. Источник питания использует напряжение на измерительном входе для стабилизации напряжения непосредственно на нагрузке.
Давайте рассмотрим схему на рис. 1, показывающую источник питания с установленным выходным напряжением 5 В (напряжением, которое мы хотим получить на нагрузке). Если нагрузка подключена проводами длиной 1,8 м, а сечение этих проводов составляет 2 мм2 (с сопротивлением около 8,33 мОм/м), сопротивление каждого провода будет равно приблизительно 0,015 Ом. При токе 10 А на каждом проводе будет падать напряжение примерно на 0,15 В (10 A × 0,015 Ом), что в сумме даст 0,3 В. Если источник питания стабилизирует напряжение на выходных клеммах, то в результате на нагрузке мы получим 4,7 В вместо необходимых 5 В.

dipaul_magazine_2014_N5_BLOCK-61.jpg

На рис. 2 показана та же схема, но с измерением на нагрузке. Измерительные провода подключаются к нагрузке именно в тех точках, на которых вы хотите получить напряжение 5 В. В этом случае источник питания стабилизирует напряжение на нагрузке, выставляя выходное напряжение на 5,3 В и компенсируя падение напряжения на проводах. Для этого он снимает напряжение непосредственно с нагрузки и подает его в цепь обратной связи для регулировки напряжения на выходных клеммах источника. Цель источника питания — поддержание установленного напряжения в точках, к которым подключены измерительные входы. Источник питания регулирует напряжение на выходных клеммах в соответствии с напряжением, подаваемым на измерительные входы. Входное сопротивление измерительного входа достаточно велико, что предотвращает протекание большого тока по измерительным проводам — это делает падение напряжения на проводах датчика пренебрежимо малым.

dipaul_magazine_2014_N5_BLOCK-62.jpg
полимерный пластик еще