El tudná magyarázni a programozható egyenáramú tápegység működési elvét?
A különféle elektronikai eszközök folyamatos fejlesztésével magasabb követelményeket támasztanak az egyenáramú tápellátással szemben. Az elektronikus eszközökhöz képest egyetlen egyenáramú tápegység használata nem tudja kielégíteni a tápellátási követelményeket, ezért az elektronikus eszközök táplálásához különböző egyenáramú tápegységekre van szükség. A programozható egyenáramú tápegység egy ilyen típus. A gyártási tesztelés során a programozható egyenáramú tápegységek széles tartományú feszültségkimenete alkalmas alkatrészek, áramkörök, modulok és a teljes gép jellemzőinek tesztelésére, elemzésére. Ma az Antai Test bemutatja Önnek a programozható egyenáramú tápegység működési elvét.
Bevezetés a programozható egyenáramú tápegységbe
A programozható egyenáramú tápegységben a nem elektrosztatikus erő a negatív pólusról a pozitív pólusra mutat. Ha egy programozható egyenáramú tápegységet egy külső áramkörhöz csatlakoztatunk, az elektromos tér ereje miatt a pozitív pólustól a negatív pólusig áram alakul ki a tápegységen (külső áramkörön) kívül. A tápegységben (belső áramkörben) a nem elektrosztatikus erők hatására áram folyik a negatív pólusról a pozitív pólusra, ezáltal egy zárt töltési ciklus jön létre.
A programozható egyenáramú tápegység fontos jellemzője az elektromotoros ereje, amely megegyezik a nem elektrosztatikus erők által végzett munkával, amikor a pozitív töltés egysége a tápegységen belül a negatív pólusról a pozitív pólusra mozog. Amikor a tápegység energiával látja el az áramkört, a P teljesítmény egyenlő a tápegység E elektromotoros erejének és az I, P=EI áramerősség szorzatával. A tápegység másik jellemzője a belső ellenállása (a továbbiakban: belső ellenállás) R0. Ha a tápegységen áthaladó áram I, akkor a tápegységben elvesztett hőteljesítmény (azaz az egységnyi idő alatt termelt Joule-hő) R0I.
Ha a tápegység pozitív és negatív elektródája nincs csatlakoztatva, a tápegység nyitott állapotban van, és a tápegység két elektródája közötti potenciálkülönbség nagyságrendileg megegyezik a tápegység elektromotoros erejével. Nyitott áramköri állapotban nincs kölcsönös átalakítás a nem elektromos energia és az elektromos energia között. Ha a terhelési ellenállást a tápegység két pólusára csatlakoztatjuk, hogy zárt áramkört képezzenek, a tápegységen átfolyó áram a negatív pólusról a pozitív pólusra folyik. Ezen a ponton a tápegység által biztosított EI teljesítmény egyenlő az UI teljesítmény (U a tápegység pozitív és negatív pólusa közötti potenciálkülönbség) és a belső ellenállásban elveszett R0I hőteljesítmény, EI=UIR0I összegével. Ezért amikor a tápegység táplálja a terhelő ellenállást, a tápegység két pólusa közötti potenciálkülönbség U=E-R0I.
Ha egy másik, nagyobb elektromotoros erővel rendelkező áramforrást egy kisebb elektromotoros erővel rendelkező áramforráshoz csatlakoztatnak, a pozitív pólus pedig a pozitív pólushoz, a negatív pólus pedig a negatív pólushoz kapcsolódik (például egyenáramú generátort használva az akkumulátor töltésére), az áram a pozitív pólusról az áramforrás negatív pólusára kisebb elektromotoros erővel folyik. Ezen a ponton a külső bemeneti elektromos teljesítmény UI egyenlő az áramforrásban egységnyi idő alatt tárolt EI energia és a belső ellenállásban elvesztett R0I hőteljesítmény és az UI=EIR0I összegével. Ezért, ha külső bemeneti tápegységet kapcsolunk a tápegységhez, a tápegység két pólusa közötti külső feszültségnek U=ER0I-nek kell lennie.
Ha egy programozható egyenáramú tápegység belső ellenállását figyelmen kívül lehet hagyni, akkor azt tekinthetjük, hogy a tápegység elektromotoros ereje nagyjából megegyezik a tápegység két pólusa közötti potenciálkülönbséggel vagy feszültséggel.
A magasabb egyenfeszültség elérése érdekében gyakran sorba kapcsolva használnak programozható egyenáramú tápegységeket. Ezen a ponton a teljes elektromotoros erő az összes áramforrás elektromotoros erejének összege, és a teljes belső ellenállás egyben az összes áramforrás belső ellenállásának összege is. A belső ellenállás növekedése miatt csak kis áramerősségű áramkörökben használható. A nagyobb áramerősség elérése érdekében párhuzamosan használhatók programozható egyenáramú áramforrások azonos elektromotoros erővel. Ekkor a teljes elektromotoros erő egyetlen áramforrás elektromotoros ereje, a teljes belső ellenállás pedig az egyes áramforrások belső ellenállásának párhuzamos értéke.
