Новые лабораторные источники питания отечественного производства

Современные источники питания — целая группа приборов, обеспечивающих вторичным электропитанием различные радиоэлектронные устройства как на промышленных предприятиях, так и в быту.

Область применения современных вторичных источников электропитания постоянного тока и напряжения очень широка:

• использование их в качестве самостоятельных устройств, или т.н. лабораторных источников;
• ремонт и регулировка радиоаппаратуры;
• использование в различных технологических процессах;
• отладка оборудования;
• применение в качестве зарядных устройств.

Все многообразие источников питания можно условно разделить на несколько основных групп: постоянного тока; переменного тока; стабилизированные; нестабилизированные; фиксированного напряжения или тока; регулируемые и т. д.

Каждый, кто хоть раз пытался приобрести современный лабораторный источник питания, останавливался перед непростым выбором. При всем многообразии источников, отличающихся производителями, параметрами, ценами, до недавнего времени возникал один основной вопрос — чем и во имя чего надо поступаться при выборе источника. Должен ли быть источник недорогим в ущерб таким параметрам как стабильность выходных тока и напряжения; уровень пульсаций выходного напряжения и тока; возможность непрерывной работы под максимальной нагрузкой; габариты и вес? Или следует переплатить? И что в результате переплаты можно получить? На что закрыть глаза — на большие габариты и вес, не очень хорошую стабильность, необходимость периодически отключать источник для остывания? Все эти непростые вопросы до недавнего времени каждый решал разными способами и с той или иной эффективностью.

Однако после появления на рынке лабораторных ИП типа Б5-71У/1 и Б5-71У/2 практически все перечисленные вопросы отпали. Это современные лабораторные источники питания, созданные с учетом всех последних достижений в области схемотехники, конструирования и производства электронных компонентов.
Современные ИП — целая группа приборов, обеспечивающих вторичным электропитанием различные радиоэлектронные устройства как на промышленных предприятиях, так и в быту.

Функционально область применения современных вторичных источников электропитания постоянного тока и напряжения очень разнообразна — они используются: в качестве самостоятельных, или т.н. лабораторных устройств для ремонта и регулировки радиоаппаратуры; в различных технологических процессах; для отладки оборудования, а также в качестве зарядных устройств и т.д.

Все многообразие источников питания можно условно разделить на несколько основных групп: постоянного тока; переменного тока; стабилизированные; нестабилизированные; фиксированного напряжения или тока; регулируемые и т.д.

Лабораторные источники питания — это стабилизированные, регулируемые источники постоянного тока и напряжения. Их назначение — поддержка заданного напряжения или тока с большой точностью при изменении питающих напряжений и нагрузки в широких пределах. На рынке присутствует большое количество разнообразных лабораторных источников разных производителей. Это, в основном, приборы таких фирм как Good Will Instrument Co. (Тайвань), Welleman (Бельгия), Matrix (Китай), Mastech (Гонконг) и приборы от производителей постсоветского пространства — Белоруссии, Украины, Армении и т.д.

Все эти источники по схемному построению делятся на линейные и импульсные.

Линейные источники — это приборы, которые имеют в своем составе мощный крупногабаритный сетевой трансформатор, с вторичной обмотки которого снимается напряжение. Оно выпрямляется и далее стабилизируется с помощью линейного стабилизатора.

Считается, что такие источники создают минимальные помехи в сетях электропитания и обладают минимальным уровнем шумов. Однако они имеют ряд недостатков, к которым относятся большие габариты и вес, низкий КПД и, как следствие, необходимость отвода большого количества тепла, сложность конструкции и т.д.
Вообще линейные источники питания можно было бы отнести к умирающему классу, если бы не большой спрос на них и предложение, а также почти гарантированное соответствие требованиям по электромагнитной совместимости.

В отличие от линейных ИП, импульсные источники не имеют крупногабаритного разделительного трансформатора. В них сетевое напряжение выпрямляется и уже постоянным подается на вход высокочастотного преобразователя (инвертора), преобразуется в переменное напряжение высокой частоты (десятки и сотни килогерц), выпрямляется и далее подается на вход линейного стабилизатора. За счет высокой частоты значительно уменьшаются габариты и вес силового трансформатора и фильтрующих конденсаторов, а также повышается КПД.

Компания «УниверсалПрибор» поставила перед собой задачу разработать новые, не имеющие аналогов, источники питания, в которых использовались бы все самые современные тенденции в построении ИП и современная элементная база.

С точки зрения функциональности, предстояло разработать импульсный лабораторный источник питания, который работал бы непрерывно длительное время в условиях отечественных электросетей, обладал хорошей стабильностью и точностью хорошего измерительного прибора.

Для того чтобы предложить качественную замену линейным источникам, необходимо было соблюсти требования ГОСТ Р 51317.3.2-99, касающегося электромагнитной совместимости, наконец, необходимо было создать замену существующему ряду лабораторных источников типа Б5-43А, выпускающихся предприятиями Армении, Белоруссии, Нижнего Новгорода и др.

После проведения ряда научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ была выпущена опытная, а затем и серийная партия источников питания Б5-71У/1 (см. рис. 1) и Б5-71У/2.

Для сравнения в таблице 1 указаны их основные параметры и параметры наиболее распространенных лабораторных источников разных стран-производителей.

Таблица 1. Сравнительные параметры источников питания компании «УниверсалПрибор» и других производителей

	Б5-71/1У(2У) (УниверсалПрибор)	Б5-71/1М	SPS3610	HY3005	MPS3010L-1	PS3003U
Выходное напряжение, В	0–30 (0–50)	0–30	0–36	0–30	0–30	0–30
Выходной ток, А	0–10 (0–6)	0–10	0–10	0–5	0–10	0–3
Нестабильность выходного напряжения при изменении питающей сети 198–242 В (мВ)	2	33	5	8	8	–
Нестабильность выходного напряжения при изменении нагрузки, мВ	2	50	5	7	11	–
Нестабильность выходного тока при изменении питающей сети 198–242 В (мА)	2	250	3	–	22	–
Нестабильность выходного тока при изменении нагрузки, мА	2	250	3	–	25	–
Пульсации выходного напряжения Uэфф, мВ	–	1	5	1	2	1
Пульсации выходного напряжения Up-p, мВ	15	25	100	–	–	–
Масса, кг	2,4	3,2	3,2	3–6	10	4,9

Как видно из таблицы, источники питания Б5-71У/1 и Б5-71У/2 практически по всем параметрам превышают как приборы постсоветского пространства, так и зарубежные аналоги.
Такие убедительные результаты были достигнуты благодаря следующему ряду решений:

• применению современных микросхем супервайзеров и контроллеров питания и современной схемотехнике: источник представляет собой импульсный преобразователь со схемой управления, поддерживающей заданное напряжение на входе линейного стабилизатора напряжения;
• защите от бросков сетевого напряжения и импульсных помех за счет применения современных многоступенчатых фильтров и специальных дросселей.

Очень высокая стабильность выходных параметров достигается благодаря правильно рассчитанным режимам работы преобразователя и стабилизатора напряжения и применению специальных мер по стабилизации режима работы преобразователя на режимах, близких к холостым.

Благодаря применению современных IGBT-транзис­торов, вентиляторов на магнитной подвеске, ротора и ряду других мер разработанные ИП имеют низкий уровень акустических шумов, малые габариты (262×70×210 мм) и вес (не более 2,4 кг), а также возможность круглосуточной работы источника с максимальной нагрузкой. Четырехразрядный индикатор в сочетании с новейшей элементной базой позволил увеличить точность измерения выходных напряжения и тока до уровня современных цифровых измерительных приборов.

Основные достоинства источников:

• современная элементная база и схемотехника;
• высокая надежность;
• низкая стоимость;
• возможность круглосуточной работы;
• малые габариты и вес;
• четырехразрядные индикаторы;
• соблюдение требований ЭМС согласно ГОСТ Р 51317.3.2-99;
• многоступенчатая защита от опасных электромагнитных влияний.

Как уже говорилось в начале статьи, теперь при выборе лабораторного источника питания можно смело утверждать, что наилучшим вариантом с оптимальным соотношением цена/качество являются источники питания Б5-71У/1 и Б5-71У/2, на которые выдан соответствующий сертификат (см. рис. 2).

В таблице 2 приведены основные технические характеристики источников питания Б5-71У.

Лабораторные источники питания Б5-71У/1(/2) выдают плавно регулируемые стабилизированные постоянные напряжения и ток.

Таблица 2. Технические характеристики источников питания

Модель источника питания	Б5-71У/1	Б5-71У/2
Пределы выходного напряжения, В	0,1–30	0,1–50
Пределы выходного тока, А	0,1–10	0,1–6

Основные параметры:

• погрешность измерения выходного напряжения в пределах ±(0,005 Uуст. + 0,03, В);
• погрешность измерения выходного тока в пределах ±(0,015 Iуст. + 0,03, А);
• нестабильность выходного напряжения при изменении питающей сети 198–242 В в пределах ±2 мВ;
• нестабильность выходного тока при изменении питающей сети 198-242 В в пределах ±2 мА;
• нестабильность выходного напряжения при изменении нагрузки в пределах ±2 мВ;
• нестабильность выходного тока при изменении нагрузки в пределах ±2 мА;
• пульсации выходного напряжения в режиме стабилизации напряжения в пределах 15 мВ по амплитуде;
• пульсации выходного тока в режиме стабилизации тока в пределах 20 мА (эффективное значение);
• средняя наработка на отказ — 25 тыс. ч;
• средний срок службы — 10 лет;
• питание осуществляется от сети переменного тока напряжением 198–242 В с частотой 50 Гц;
• потребляемая мощность — не более 420 ВА;
• масса — не более 2,4 кг.

ООО «УниверсалПрибор» занимается комплексным оснащением и технической поддержкой промышленных и электронных производств. Компания осуществляет свою деятельность на рынке в течение 15 лет и занимает в этой области на сегодняшний день лидирующие позиции. ООО «УниверсалПрибор» производит электронную продукцию, сотрудничает с ведущими мировыми производителями, поставляет оборудование во все регионы России и страны СНГ.

Компания предлагает широкий спектр следующего оборудования:

• контрольно-измерительные приборы;
• промышленная мебель и средства ESD-защиты;
• паяльное оборудование и материалы;
• испытательное оборудование;
• технологическое оборудование.

Производство в Санкт-Петербурге:

• промышленная мебель Universal;
• испытательные и термо-вакуумные камеры;
• источники питания;
• полный цикл монтажа печатных плат;
• контрактное производство, сервисное и гарантийное сопровождение.