VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY TESTOVÁNÍ NAPÁJECÍCH ZDROJŮ POWER SUPPLY TESTING SEMESTRÁLNÍ PRÁCE SEMESTRAL THESIS

Podobné dokumenty
ZÁKLADNÍ METODY REFLEKTOMETRIE

2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU Měřeným předmětem je v tomto případě nízkofrekvenční nevýkonový tranzistor KC 639. Mezní hodnoty jsou uvedeny v tabulce:

Petr Myška Datum úlohy: Ročník: první Datum protokolu:

Frekvence. BCM V 100 V (1 MΩ) - 0,11 % + 40 μv 0 V 6,6 V (50 Ω) - 0,27 % + 40 μv

Digitální měřící kleště VE 2608

- + C 2 A B V 1 V 2 - U cc

M-142 Multifunkční kalibrátor

Návrh frekvenčního filtru

Proudové převodníky AC proudů

NTIS-VP1/1: Laboratorní napájecí zdroj programovatelný

Elektronické praktikum EPR1

SIMULACE JEDNOFÁZOVÉHO MATICOVÉHO MĚNIČE

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ MĚŘENÍ VODIVOSTI KAPALIN BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

MATRIX DC Napájecí Zdroj

LABORATORNÍ PROTOKOL Z PŘEDMĚTU SILNOPROUDÁ ELEKTROTECHNIKA

Multimetr byl navržen za účelem měření AC/DC napětí, AC/DC proudu, odporu, kapacity, pracovního cyklu, teploty a testování diod.

List 1 z 6. Akreditovaný subjekt podle ČSN EN ISO/IEC 17025:2005: FORTE a.s. Metrologická laboratoř Mostkovice 529

Kompenzovaný vstupní dělič Analogový nízkofrekvenční milivoltmetr

1. GPIB komunikace s přístroji M1T330, M1T380 a BM595

Měření vlastností lineárních stabilizátorů. Návod k přípravku pro laboratorní cvičení v předmětu EOS.

Stabiliz atory napˇet ı v nap ajec ıch zdroj ıch - mˇeˇren ı z akladn ıch parametr u Ondˇrej ˇ Sika

Příloha č.: 1 ze dne: je nedílnou součástí osvědčení o akreditaci č.: 456/2012 ze dne: List 1 z 6

Děkujeme, že jste si vybrali stejnosměrný spínaný napájecí zdroj Axiomet AX-3004H. Než jej začnete používat, přečtěte si prosím návod k obsluze.

Číslicový Voltmetr s ICL7107

1 Zadání. 2 Teoretický úvod. 7. Využití laboratorních přístrojů v elektrotechnické praxi

VSTUPNÍ VÝSTUPNÍ ROZSAHY

Vzor textu na deskách bakalářské práce. Univerzita Karlova v Praze Pedagogická fakulta BAKALÁŘSKÁ PRÁCE. Jméno Příjmení

- Stabilizátory se Zenerovou diodou - Integrované stabilizátory

1.Zadání 2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU 3.TEORETICKÝ ROZBOR

PROUDOVÝ ZDROJ PRO LED MODULY Nastavitelný proudový zdroj 100 ma 2000 ma s měřením

Fyzikální praktikum...

Návrh a analýza jednostupňového zesilovače

UVSSR, ODBOR ELEKTROTECHNIKY LABORATORNÍ CVIČENÍ ELEKTROTECHNIKA A ELEKTRONIKA

DIGITÁLNÍ MULTIMETR DMT700-7 v 1 NÁVOD K POUŽITÍ

Univerzální vysokonapěťový oddělovací modul VariTrans P P0

MĚŘENÍ TEPLOTY TERMOČLÁNKY

DIGITÁLNÍ MULTIMETR AX-585

1.3 Bipolární tranzistor

BASPELIN MRP Popis obsluhy indikační a řídicí jednotky MRP T2

Manuální, technická a elektrozručnost

Úloha 5 Řízení teplovzdušného modelu TVM pomocí PC a mikropočítačové jednotky CTRL

ČVUT FEL. Obrázek 1 schéma zapojení měřícího přípravku. Obrázek 2 realizace přípravku

7 ŘÍZENÍ A MONITOROVÁNÍ STATICKÉ ZDROJOVNY PŘES ETHERNET

RANGE. Digitální multimetr RE50G. ***Technické údaje mohou být kdykoli bez*** ***upozornění změněny.*** Uživatelská příručka

A8B32IES Úvod do elektronických systémů

Katedra elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava MĚŘENÍ NA JEDNOFÁZOVÉM TRANSFORMÁTORU.

Návod k obsluze ISI30/31/32/33

Vzor textu na deskách diplomové práce. Univerzita Karlova v Praze Pedagogická fakulta DIPLOMOVÁ PRÁCE. Jméno Příjmení

.100[% ; W, W ; V, A, V, A]

Elektrická měření pro I. ročník (Laboratorní cvičení)

Základy elektrického měření Milan Kulhánek

ŘADA DÁLKOVĚ PROGRAMOVANÝCH NASTAVITELNÝCH NAPÁJECÍCH ZDROJŮ DC LABORATORNÍ TŘÍDA. Série SDP SDP 2210 / 2405 / 2603.

2. MĚŘENÍ TEPLOTY TERMOČLÁNKY

10. KATEDRA ELEKTRICKÝCH MĚŘENÍ CÍL MĚŘENÍ: ZADÁNÍ: POUŽITÉ PŘÍSTROJE:

XU1-E - Napěťové relé zemního spojení

REG10 návod k instalaci a použití 2.část Univerzální časovač a čítač AVC/ 02

5. A/Č převodník s postupnou aproximací

Měření eurobalíz ETCS aneb využití MATLABu pro automatizaci měření

Odporový dělič napětí a proudu, princip superpozice

P5201 Univerzální programovatelné převodníky s galvanickým oddělením

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření Měření parametrů operačních zesilovačů část Teoretický rozbor

Laboratorní zdroj - 3. část

Laboratorní cvičení č.10

11. Odporový snímač teploty, měřicí systém a bezkontaktní teploměr

Měření vlastností střídavého zesilovače

L A B O R A T O R N Í C V I Č E N Í

Napájecí zdroje AX-3003D, AX-3005D, AX-1803D. Návod k obsluze

Laboratorní úloha 7 Fázový závěs

Obrázek 1 schéma zapojení měřícího přípravku. Obrázek 2 realizace přípravku

Uživatelská příručka

Typ UCE0 (V) IC (A) PCmax (W)

NÁVOD K POUŽÍVÁNÍ PU 590 ANALOGOVÝ MĚŘIČ IZOLAČNÍCH ODPORŮ PRO IZOLOVANÉ SÍTĚ IT.

Korekční křivka měřícího transformátoru proudu

Zařízení pro obloukové svařování, kontrola a zkoušení svařovacích zařízení v provozu podle ČSN EN /STN EN

Určeno studentům středního vzdělávání s maturitní zkouškou, druhý ročník, měření elektrického proudu

Celá elektronika je umístěna v robustním kovovém šasi s povrchovou úpravou Comaxit - černá barva RAL 9005.

Zvyšování kvality výuky technických oborů

2-LC: Měření elektrických vlastností výkonových spínačů (I)


Harmonický ustálený stav pokyny k měření Laboratorní cvičení č. 1

Multifunkční dataloger s displejem EMD-1500

Teorie elektronických

Časová relé pro drážní vozidla A

Switching Power Sup 2008/2009

NSP-2050/3630/6016 NAPÁJECÍ ZDROJ S MOŽNOSTÍ PŘEPÍNÁNÍ PROVOZNÍHO MÓDU

1. Navrhněte a prakticky realizujte pomocí odporových a kapacitních dekáda derivační obvod se zadanou časovou konstantu: τ 2 = 320µs

ETC Embedded Technology Club 6. setkání

ochranným obvodem, který chrání útlumové články před vnějším náhodným přetížením.

Teoretický úvod: [%] (1)

EUROPEAN TRADESMAN PROJECT NOTES ON ELECTRICAL TESTS OF ELECTRICAL INSTALLATIONS. Použití měřících přístrojů

1. ÚVOD. 2. OPATŘENÍ UPOZORNĚNÍ! : AC Vstup Má Dvojitou OCHRANU 3. OVLÁDÁNÍ A INDIKÁTORY

Digitální multimetry Fluke True-rms řady 170

ZDROJ 230V AC/DC DVPWR1

Uživatelský manuál. DALIcus

13 Měření na sériovém rezonančním obvodu

8. Vybrané přístroje pro laboratorní měřicí systémy. Část a)

E L E K T R I C K Á M Ě Ř E N Í

Tel-30 Nabíjení kapacitoru konstantním proudem [V(C1), I(C1)] Start: Transient Tranzientní analýza ukazuje, jaké napětí vytvoří proud 5mA za 4ms na ka

Digitální panelové měřící přístroje

Výhody/Použití. Varianty. prostředí. Flexibilní vícekomponentní měřící. Třída přesnosti 0,0025. Měřící zesilovač. Ovládání dotykovou obrazovkou

Transkript:

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV AUTOMATIZACE A MĚŘÍCÍ TECHNIKY FACULTY OF ELECTRICAL ENGINEERING AND COMMUNICATION DEPARTMENT OF RCONTROL AND INSTRUMENTATION TESTOVÁNÍ NAPÁJECÍCH ZDROJŮ POWER SUPPLY TESTING SEMESTRÁLNÍ PRÁCE SEMESTRAL THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR PETR CHLÁDEK doc. Ing. PETR BENEŠ, Ph.D. BRNO, 2013

Semestrální práce bakalářský studijní obor Automatizační a měřící technika Student: Pert Chládek ID: 136624 Ročník: 3 Akademický rok: 2012/2013 NÁZEV TÉMATU: Testování napájecích zdrojů POKYNY K VYPRACOVÁNÍ: Seznamte se s metodami testování napájecích zdrojů. Vytvoře program v prostředí LabWiew pro automatizované testování napájecích zdrojů s využitím elektronické zátěže Agilent 6063B. Funkci programu prakticky ověřte na dostupných napájecích zdrojích. DOPORUČENÁ LITERATURA: Agilent application notes AN372-1 Termín zadání: 17.9.2012 Termín odevzdání: 4.1.2013 Vedoucí práce: doc. Ing. Petr Beneš, Ph.D Konzultanti semestrální práce: doc. Ing. Václav Jirsík, CSc. Předseda oborové rady UPORZORNĚNÍ: Autor semestrální práce nesmí při vytváření semestrální práce porušit autorská práva třetích osob, zejména nesmí zasahovat nedovoleným způsobem do cizích autorských práv osobnostních a musí si být plně vědom následků porušení ustanovení 11 a následujících autorského zákona č. 121/2000 Sb., včetně možných trestněprávních důsledků vyplývajících z ustanovení části druhé, hlavy VI. díl 4 Trestního zákoníku č.40/2009 Sb.

ABSTRAKT Tento projekt se zabývá testování napájecích zdrojů pomocí elektronické zátěže Agilent 6063B. Jsou zde popsány jednotlivé parametry napájecích zdrojů a jejich metody měření s využitím elektronické zátěže Agilent 6063B. Proces měření bude automatizován pomocí programu vytvořeného v prostředí LabVIEW. KLÍČOVÁ SLOVA Testování napájecích zdrojů, měření parametrů zdrojů, elektronická zátěž, Agilent 6063B. ABSTRACT This project is about testing of power supplies with the electronic load Agilent 6063B. There are described parameters of power supplies and methods of measurement using the electronic load Agilent 6063B. The measurement process will be automated by using a program created in an environment LabVIEW. KEYWORDS Power supplies testing, measure parameters of power sources, electronic load, Agilent 6063B.

Bibliografická citace: CHLÁDEK, P. Testování napájecích zdrojů. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2013. 26 s. Vedoucí bakalářské práce byl doc. Ing. Petr Beneš, Ph.D.

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že svou bakalářskou práci na téma Testování napájecích zdrojů jsem vypracoval samostatně pod vedením vedoucího bakalářské práce a s použitím odborné literatury a dalších informačních zdrojů, které jsou všechny citovány v práci a uvedeny v seznamu literatury na konci práce. Jako autor uvedené bakalářské práce dále prohlašuji, že v souvislosti s vytvořením této bakalářské práce jsem neporušil autorská práva třetích osob, zejména jsem nezasáhl nedovoleným způsobem do cizích autorských práv osobnostních a/nebo majetkových a~jsem si plně vědom následků porušení ustanovení 11 a následujících zákona č. 121/2000 Sb., o právu autorském, o právech souvisejících s právem autorským a o změně některých zákonů (autorský zákon), ve znění pozdějších předpisů, včetně možných trestněprávních důsledků vyplývajících z ustanovení části druhé, hlavy VI. díl 4 Trestního zákoníku č. 40/2009 Sb. V Brně dne...... (podpis autora)

PODĚKOVÁNÍ Děkuji vedoucímu bakalářské práce doc. Ing. Petr Beneš, Ph.D. za účinnou metodickou, pedagogickou a odbornou pomoc a další cenné rady při zpracování mé bakalářské práce. V Brně dne...... (podpis autora)

OBSAH Seznam obrázků Seznam tabulek viii ix Úvod 1 1 Parametry napájecích zdrojů a jejich měření 2 1.1 Výstupní napětí... 2 1.2 Výstupní proud... 2 1.3 Vstupní napětí... 3 1.4 Rozlišení výstupního napětí a proudu... 3 1.5 Účinnost... 3 1.6 Zvlnění... 4 1.7 Přechodný zotavovací čas... 5 1.8 Zatěžovací charakteristika (Load Regulation)... 6 1.9 Napěťově převodní charakteristika (Line Regulation)... 7 1.10 Charakteristika proudového omezení... 8 1.11 Spouštění zdroje... 10 1.12 Programová odezva... 12 2 Elektronická zátěž Agilent 6063B 13 2.1 Parametry elektronické zátěže Agilent 6063B... 13 3 Program v LabVIEW 15 4 Měření s elektroniclou zátěží 18 5 Závěr 23 Literatura 24 Seznam symbolů, veličin a zkratek 25 Seznam příloh 26 vii

SEZNAM OBRÁZKŮ Obr. 1.1: Schéma zapojení pro měření výstupního napětí... 2 Obr. 1.2: Schéma zapojení pro měření výstupního proudu... 2 Obr. 1.3: Schéma zapojení pro měření rozlišení výstupního napětí a proudu... 3 Obr. 1.4: Schéma zapojení pro měření účinnosti... 3 Obr. 1.5: Stejnosměrné napětí se zvlněním [2]... 4 Obr. 1.6: Schéma zapojení pro měření zvlnění... 4 Obr. 1.7: Odezva výstupního napětí na skok zátěže [1]... 5 Obr. 1.9: Zatěžovací charakteristika napájecího zdroje[2]... 6 Obr. 1.8: Schéma zapojení pro měření přechodného zotavovacího času... 6 Obr. 1.10: Schéma zapojení pro měření zatěžovací charakteristiky... 7 Obr. 1.11: Schéma zapojení pro měření napěťově převodní charakteristiky... 7 Obr. 1.12: Základní tři typy proudového omezení zdrojů [1]... 8 Obr. 1.13: Charakteristika proudového omezení [1]... 9 Obr. 1.14: Schéma zapojení pro měření charakteristiky proudového omezení... 9 Obr. 1.15: Start zdroje se zpožděním [1]... 10 Obr. 1.16: Latch up jev [1]... 11 Obr. 1.17: Schéma zapojení pro měření zpoždění spouštění zdroje... 11 Obr. 1.18: Programová odezva na změnu žádané výstupní hodnoty [3]... 12 Obr. 3.1 Program pro obsluhu elektronické zátěže Agilent 6063B... 16 Obr. 3.2 Zdrojový kód programu pro obsluhu elektronické zátěže Agilent 6063B... 17 Obr. 4.1 Schéma zapojení... 18 Obr. 4.2 překmit při skokové zátěži zdroje Statron... 21 Obr. 4.3 Napěťový překmit při skokové zátěži zdroje Diametral... 21 viii

SEZNAM TABULEK ix

ÚVOD V dnešní době funguje většina přístrojů na elektřinu a je potřeba tyto přístroje napájet zdroji, které musí splňovat určité požadavky u laboratorních zdrojů je to například přesnost, protizkratová a přepěťová ochrana, potlačení šumu u počítačových zdrojů zase vysoká účinnost a stabilita. Zda zdroje tyto požadavky splňují, se můžeme přesvědčit jejich změřením měřícími metodami a elektronické zátěži. V první kapitole se pojednává o různých parametrech napájecích zdrojů a jejich metodách měření pomocí elektronické zátěži Agilent 6063B. Druhá kapitola je věnována elektronické zátěži Agilent 6063B a jejím parametrům. Ve třetí kapitole je popsán program vytvořen ve vývojovém prostředí LabVIEW. Ve čtvrté kapitole se nachází naměřené výsledky v laboratoři elektronickou zátěží Agilent 6063B. 1

1 PARAMETRY NAPÁJECÍCH ZDROJŮ A JEJICH MĚŘENÍ 1.1 Výstupní napětí Udává rozmezí napětí, které je schopný napájecí zdroj poskytnout zátěži. Pokud je zdroj zatížen více, než má stanoveno v parametrech může velikost požadovaného výstupního napětí klesat. Zde rozlišujeme tvrdé a měkké a tvrdé, u měkkých zdrojů klesá jejich výstupní napětí výrazně strměji se zatížením než je tomu tak u tvrdých zdrojů. AC Zdroj V Elektronická zátěž Obr. 1.1: Schéma zapojení pro měření výstupního napětí Obr.: 1.1 Schéma zapojení pro měření výstupního napětí 1.2 Výstupní proud Udává rozmezí proudu, který je schopný napájecí zdroj poskytnout zátěži. Zde je to stejné jako u napětí zdroj je schopen udržet daný proud do určitého zatížení určeného výrobcem zdroje. A AC Zdroj Elektronická zátěž Obr. 1.2: Schéma zapojení pro měření výstupního proudu 2

1.3 Vstupní napětí Udává hodnotu napětí, která je potřebná pro správnou funkci zdroje. Zdroje mohou mít fixní hodnotu vstupního napětí nebo konkrétní rozmezí což dodává danému zdroji flexibilitu v používání. Pokud je vstupní napětí menší než je hodnota stanovená výrobcem může dojít k poklesu výstupního napětí. Při překročení hodnoty vstupního napětí dané výrobcem zdroje muže dojít k poškození zdroje. 1.4 Rozlišení výstupního napětí a proudu Udává nejmenší krok, o který může být změněna výstupní hodnota napětí a proudu. A AC Zdroj V Elektronická zátěž Obr. 1.3: Schéma zapojení pro měření rozlišení výstupního napětí a proudu 1.5 Účinnost Je to poměr mezi výkonem a příkonem zdroje a udává, jak efektivně mění zdroj vstupní napětí na výstupní. Proto je žádané, aby účinnost zdroje byla co nejvyšší, hlavně pokud máme nějaký systém, který je napájen pomocí baterií. V tomhle ohledu jsou lepší spínané zdroje, které mohou dosahovat účinnosti až 95%, oproti spojitým zdrojům, které dosahují účinnosti pouze 50%. Účinnost by se měla měřit, když je zdroj v klidu po té co se zahřeje. Protože u některých zdrojů je účinnost funkcí zátěže, měla by se měřit při různých hodnotách zátěže. W W AC Zdroj Elektronická zátěž Obr. 1.4: Schéma zapojení pro měření účinnosti 3

1.6 Zvlnění Je to periodická odchylka od stejnosměrné výstupní hodnoty napětí nebo proudu zdroje, tento jev je na výstupu zdroje nežádoucí. Může se měřit jako efektivní hodnota (TRMS) nebo špička-špička (peak-to-peak). Na výstupu u spínaných zdrojů nelze dosáhnout stejnosměrného napětí, vždy bude obsahovat zvlnění, muže se jen potlačit dobře navrženým filtrem. Zvlnění jde měřit voltmetrem jako efektivní hodnotu (TRMS) nebo osciloskopem jako špička-špička. Pro měření zvlnění s osciloskopem je nutné pracovat v režimu střídavé vazby kdy je stejnosměrná složka napětí odfiltrována a měří se pouze zvlnění jinak by bylo zvlnění neměřitelné. Obr. 1.5: Stejnosměrné napětí se zvlněním [2] AC Zdroj OSC Elektronická zátěž Obr. 1.6: Schéma zapojení pro měření zvlnění 4

1.7 Přechodný zotavovací čas Je to čas potřebný k ustálení výstupního napětí na žádanou hodnotu při skokové změně zátěže. Pokud je skoková změna rychlejší než regulační obvod, dochází k překmitům výstupního napětí, to je problém, pokud zdroj napájí napěťově citlivou zátěž, tak může dojít k jejímu poškození. Aby bylo možno zotavovací čas správně změřit, musí být čas nástupné hrany (T RISE ) elektronické zátěže 5x rychlejší než testovaný zdroj a měla by být schopná zatížit zdroj na maximum [1]. Jednotlivé pulsy by měly být od sebe dostatečně vzdáleny, aby se zpětná vazba zdroje po každém skoku stihla stabilizovat. Pro měření se musí osciloskop nastavit do režimu single a střídavé vazby a nastavit level trigru větší než zvlnění, aby se měřící proces spustil až při skoku zátěže a zvolit vhodný časový úsek měření v závislosti jak nastavíme periodu změny zatížení na elektronické zátěži. Obr. 1.7: Odezva výstupního napětí na skok zátěže [1] 5

AC Zdroj OSC Elektronická zátěž Obr. 1.8: Schéma zapojení pro měření přechodného zotavovacího času 1.8 Zatěžovací charakteristika (Load Regulation) Je to závislost výstupního napětí na zátěži udává se nejčastěji v procentech, nebo se může udávat v milivoltech, vypočítá se podle vztahu (1). V ideálním případě bude zdroj udržovat konstantní napětí při jakékoli zátěži, reálný zdroj je schopen udržet konstantní napětí do určitého zatížení a poté hodnota výstupního napětí klesá se zatížením. Podle strmosti zatěžovací charakteristiky můžeme rozdělit zdroje na tvrdé a měkké, zdroje, které mají vnitřní odpor větší než 1 Ω jsou měkké a zdroje s vnitřním odporem menším jak 1 Ω jsou zdroje tvrdé [2]. Elektronická zátěž musí být schopná zatížit napájecí zdroj na maximum a být schopna změřit maximální hodnoty napětí a proudu zdroje. Load Regulation min zatížení U max zatížení * 100 U % (1) U( jmenovitézatížení ) Obr. 1.9: Zatěžovací charakteristika napájecího zdroje[2] 6

AC Zdroj V Elektronická zátěž Obr. 1.10: Schéma zapojení pro měření zatěžovací charakteristiky 1.9 Napěťově převodní charakteristika (Line Regulation) Je to závislost výstupního napětí zdroje na vstupním napětí udává se nejčastěji v procentech, nebo se může udávat v milivoltech, vypočítá se podle vztahu (2). Měří se při plném zatížení zdroje. max Uin U min Uin * 100 U Line regulation % (2) U( jmenovitéuin) AC V Zdroj V Elektronická zátěž Obr. 1.11: Schéma zapojení pro měření napěťově převodní charakteristiky 7

1.10 Charakteristika proudového omezení Udává do jakého maximálního výstupního proudu je schopen napájecí zdroj udržet konstantní výstupní napětí a s jakým sklonem klesá při jeho překročení. Jsou tři základní typy proudového omezení u napájecích zdrojů: proudové omezení zdroje, proti zkratová ochrana zdroje a konstantní napětí/konstantní proud režim zdroje. Charakteristika proudového omezení se změří, tak že nastavíme zátěž, aby výstupní napětí odpovídalo žádané hodnotě, a postupně zatěžujeme zdroj, až se začne výstupní napětí snižovat s větším sklonem, než je zatěžovací charakteristika v tomto bodě se nachází omezení proudu. Obr. 1.12: Základní tři typy proudového omezení zdrojů [1] 8

Obr. 1.13: Charakteristika proudového omezení [1] AC Zdroj V Elektronická zátěž Obr. 1.14: Schéma zapojení pro měření charakteristiky proudového omezení 9

1.11 Spouštění zdroje Zpoždění spouštění zdroje je čas, který je potřebný od připojení napájecího napětí ke zdroji, po nastavení výstupního napětí na požadovanou hodnotu. To je důležité hlavně u spínaných zdrojů, bez zpoždění startu zdroje by se zpětná vazba snažila vykompenzovat co nejrychleji nízké výstupní napětí na požadovanou hodnotu a na spínacím prvku by docházelo k proudovým špičkám, což by vedlo k jeho zničení. Proto mají zdroje zpoždění spouštění, aby zpětná vazba měla dostatek času k nastavení výstupu na žádanou hodnotu, bez proudových špiček na spínacím prvku. Další nežádoucí stav, který může nastat při spouštění zdroje je tzv. jev latch-up. Kdy výstupní napětí nedosáhne žádané hodnoty, protože výstupní proud nabývá vysokých hodnot, což způsobí použití proti zkratové ochrany zdroje a může dojít k poškození zdroje. Obr. 1.15: Start zdroje se zpožděním [1] 10

Obr. 1.16: Latch up jev [1] AC Zdroj Triger OSC Elektronická zátěž Řídící signál Obr. 1.17: Schéma zapojení pro měření zpoždění spouštění zdroje 11

1.12 Programová odezva Udává čas potřebný pro číslicové zdroje ke změně výstupní hodnoty na zadanou hodnotu. Z obrázku 1.18 je vidět že průběh výstupního napětí je rozdílný pro přechod z nezatíženého zdroje do plně zatíženého a naopak. Obr. 1.18: Programová odezva na změnu žádané výstupní hodnoty [3]. 12

2 ELEKTRONICKÁ ZÁTĚŽ AGILENT 6063B Elektronická zátěž je zařízení pro měření stejnosměrných napájecích zdrojů, může pracovat ve třech základních režimech: konstantní proud, konstantní napětí a konstantní odpor. Vlastní 12 místný displej, na kterém zobrazuje měřený proud napětí a výkon. Elektronická zátěž také obsahuje generátor pulzů, díky kterému můžeme měřit dynamické parametry napájecích zdrojů.[4] 2.1 Parametry elektronické zátěže Agilent 6063B VSTUPNÍ ROZSAHY Proud: 0 až 10 A Napětí: 3 až 240 V Výkon: 250 W při 40 C MÓD KONSTANTNÍHO ODPORU Malý rozsah: 0.20 až 24 Ω Střední rozsah: 24 až 10,000 Ω Velký rozsah: 10,000 až 50,000 Ω Rozlišení malý rozsah: 6 mω Rozlišení střední rozsah: 90,9 mω Rozlišení velký rozsah: 1 Ω Přesnost Malý rozsah: ±0.8% ±200 mω Střední a Velký rozsah: ±0.3% ±3,3 Ω 13

MÓD KONSTANTNÍHO PROUDU Malý rozsah: 0 až 1 A Velký rozsah: 0 až 10 A Rozlišení malý rozsah: 0.26 ma Rozlišení velký rozsah: 2.6 ma Přesnost: ±0.15% ±10 ma Regulace: 8 ma Doba přechodného děje: 12 µs až 8 ms MÓD KONSTANTNÍHO NAPĚTÍ Rozsah: 0 až 240 V Přesnost: ±0.12% ±120 mv Regulace: 40 mv Rozlišení: 64 mv Doba přechodného děje: 100 µs až 8 ms PŘECHODNÉ OPERACE Mody: Spojitý mod Frekvenční rozsah: 0.25 Hz až 10 khz Frekvenční přesnost: 3% Pulzní mod Délka pulzu: 50 µs ± 3% minimum, 4 s ± 3% maximum PŘESNOST MĚŘENÍ Proudu: Napětí: Výkonu: ±0.12% ± 10 ma ±0.1% ± 150 mv ±0.2% ± 3 W PARD (20 Hz až 10 MHz šum) Proud: 1 ma rms / 10 ma p-p Napětí: 6 mv rms 14

3 PROGRAM V LABVIEW 3.1 Popis funkce programu Nejprve musíme v poli VISA jméno zařízení vybrat adresu elektronické zátěži Agilent 6063B a poté vyplnit jednotlivá pole. Napětí zde napíšeme napětí měřeného zdroje, Proud proud měřeného zdroje, Krok proudu nastavíme, po jakém kroku se bude inkrementovat proud při zatěžovací charakteristice, Omezení proudu hodnota proudu pro měření proudového omezení. V poli měření si vybereme parametr zdroje, který chceme měřit a stiskneme tlačítko start. Při vybrání zatěžovací charakteristiky nebo proudového omezení začne zátěž testovat napájecí zdroj. Po ukončení měření se zobrazí výsledky v tabulkách proud a napětí a v grafu, z kterého můžeme jednoduše exportovat naměřené hodnoty, pomocí kliknutí pravým tlačítkem na graf a zvolením možnosti export. Při zvolení měření skokové změny zátěže, musíme mít připojený osciloskop ke zdroji a nastavený do režimu single a střídavé vazby a nastavit level trigru na větší hodnotu napětí než je zvlnění napájecího zdroje. Měření účinnosti je nastaveno na pět základních hodnot a to pro zatížení zdroje na 20,40, 60, 80 a 100%, stiskneme tlačítko, pro jaké zatížení chceme měřit účinnost, zátěž zatíží zdroj na požadovanou hodnotu a změří výkon zdroje, poté zapíšeme do pole hodnotu příkonu zdroje, změřenou wattmetrem, po naměření hodnot stiskem tlačítka vypočti, dostaneme hodnoty účinností. Měření zpětnovazební napěťové charakteristiky - na proměnném zdroji nastavíme nejnižší povolenou hodnotu napětí a stiskneme tlačítko změř, poté nastavíme nejvyšší hodnotu napětí a stiskneme tlačítko měř, nakonec nastavíme jmenovitou hodnotu napětí a stiskneme tlačítko změř, program zobrazí, vypočtenou hodnotu line regulation v procentech. 15

Obr. 3.1 Program pro obsluhu elektronické zátěže Agilent 6063B 16

Obr. 3.2 Zdrojový kód programu pro obsluhu elektronické zátěže Agilent 6063B 17

4 MĚŘENÍ S ELEKTRONICLOU ZÁTĚŽÍ AC Zdroj OSC Elektronická zátěž PC Obr. 4.1 Schéma zapojení Měření zatěžovací charakteristik pomocí elektronické zátěži ovládané programem vytvořeným v LabVIEW na zdrojích Statron 40V/5A a Diametral 24V/2A Graf. 1 Zatěžovací charakteristika zdroje Statron 18

Graf. 2 Zatěžovací charakteristika zdroje Diametral Graf. 3 Zatěžovací charakteristika zdroje Statron při proudovém omezení 2,1A 19

Graf. 4 Zatěžovací charakteristika zdroje Diametral při proudovém omezení 1,1A Měření přechodného zotavovacího času pomocí elektronické zátěže a osciloskopu: 20

Obr. 4.2 překmit při skokové zátěži zdroje Statron Obr. 4.3 Napěťový překmit při skokové zátěži zdroje Diametral 21

Naměřené hodnoty: Doba napěťového překmitu zdroje Statrom t p =790µs Velikost napěťového překmitu zdroje Statrom U p =15,21mV Doba napěťového překmitu zdroje Diametral t p =180ms Velikost napěťového překmitu zdroje Diametral U p =45,24mV Velikost zvlnění zdroje Statron U RMS= 674µV Velikost zvlnění zdroje Diametral U RMS= 1,2mV Z naměřených hodnot vyplívá, že zdroj Statron má lepší vlastnosti než zdroj Diametral, má strmější zatěžovací charakteristiku menší a kratší napěťový překmit při skokové změně zátěže a menší zvlnění výstupního napětí. 22

5 ZÁVĚR V této práci jsem se zabýval problematikou testováním napájecích zdrojů. Seznámil jsem se s parametry napájecích zdrojů a jejich metodami měření. Dále jsem se obeznámil s elektronickou zátěží Agilent 6063B a jejím použití při měření parametrů napájecích zdrojů. Napsal jsem program ve vývojovém prostředí LabVIEW pro automatizované testovaní zdrojů, bohužel se mi nepodařilo celý proces plně automatizovat a k měření doby zpětného zotavení je třeba použít osciloskop z důvodu nepřesnosti měření a nedostačující rychlosti vzorkování a hodnoty změřit ručně a u měření účinnosti je potřeba měřit příkon zdroje wattmetrem. Elektronickou zátěž jsem vyzkoušel v laboratoři při měření zdrojů a úspěšně změřil jejich parametry. Elektronickou zátěž by šlo do budoucna opatřit měřící kartou, tak aby měřící proces mohl být plně automatizován. 23

LITERATURA [1] Agilent Technologies, Agilent AN 372-1 Power Supply Testing Application Note Inc. 2002, 15 s. Dostupné z: http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5952-4190.pdf [2] KREJČIŘÍK, A. Napájecí zdroje I. 2. vyd. Praha: BEN, 1997, 350 s. ISBN 80-86056-02-3 [3] Agilent Technologies, DC POWER SUPPLY HANDBOOK, 2000, 126 s. Dostupné z: http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5952-4020.pdf [4] Agilent Technologies, Operating Manual Single Input Electronic Load Family, 2004, 94 s. Dostupné z: http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/5951-2826.pdf 24

SEZNAM SYMBOLŮ, VELIČIN A ZKRATEK V OUT I OUT V IN T T RISE T FALL R L R LOAD R C výstupní napětí výstupní proud vstupní napětí čas doba nástupné hrany doba sestupné hrany odpor zátěže odpor zátěže mezní odpor A V W OSC AC Ampérmetr Voltmetr Wattmetr Osciloskop napájení ze sítě 25

SEZNAM PŘÍLOH CD se zdrojovým kódem programu 26