Alimentatori da banco: lineari vs commutazione? [chiuso]

Sto cercando di ottenere un alimentatore da banco decente ($ 150-300) per la progettazione e il test elettronici di livello hobby. Non voglio modificare o utilizzare un computer ATX perché voglio:

• Tensione regolabile
• Corrente regolabile
• Basso rumore / ondulazione
• Precisione
• 1 o 2 uscite di tensione
• 0-30 V CC (AC non necessario)
• 3-5A

Mentre guardo le forniture di vari produttori, ne trovo alcune che sembrano buone scelte, tuttavia ho riscontrato un aspetto su cui mi sono imbattuto: lineare o commutazione?

Sto pensando principalmente a piccoli progetti di microcontrollori, ma mi piacerebbe anche fare alcuni progetti audio e RF. Temo che un alimentatore a commutazione potrebbe avere un rumore in eccesso. Si tratta di una preoccupazione valida o gli alimentatori a commutazione di qualità sono più che adeguati per un'alimentazione pulita simile a una batteria?

Inoltre, dovrei supporre che una fornitura che non specifica lineare / commutazione sul suo foglio dati sia un tipo di commutazione?

Ottieni tutto ciò che soddisfa le tue esigenze di tensione, corrente, letture, dimensioni, prezzo, ecc. Non preoccuparti se si tratta di uno switcher o lineare.

In generale, i lineari sono meno efficienti. Tuttavia, questo conta poco per una fornitura da banco. I pochi watt o anche i 10 s di watt che occasionalmente potrebbero assorbire più di quanto lo switcher equivalente sia irrilevante. Diventerà più caldo, ma presumibilmente dal momento che stai acquistando un'intera scatola in cui è stato progettato. A meno che tu non abbia in mente un punto fisico molto specifico per questa scatola e c'è poco spazio per la ventilazione, il calore extra di un lineare vinto ' non importa.

I commutatori avranno qualche rumore di commutazione sulla loro uscita. Ancora una volta, questo non dovrebbe importare. Controlla le specifiche dell'ondulazione, ma l'ondulazione di qualsiasi fornitura di laboratorio commerciale finita non dovrebbe essere così alta, al massimo qualche decina di mV.

Qual è esattamente il problema con l'ondulazione? Non molto in una panchina. Cose come relè, motori, LED e persino il LEB occasionale (lampadina a emissione di luce) non se ne cureranno. Ma il punto più importante è che un circuito ben progettato dovrebbe essere abbastanza immune all'ondulazione dell'alimentazione. Se il tuo circuito non è in grado di gestire alcuni 10s di mV di ondulazione dell'alimentazione, cosa farà quando scenderà dal banco? Nei pochi casi in cui l'ondulazione di approvvigionamento potrebbe essere importante, dovresti prendere l'abitudine di aggiungere comunque i filtri appropriati. Ad esempio, per alimentare l'opamp per il circuito di ingresso sensibile di un preamplificatore microfonico, mettere un induttore di chip in ferrite in serie seguito da forse un cappuccio da 10 µF per alimentare a terra il pin di alimentazione dell'amplificatore. Anche altri posti potrebbero aver bisogno di un po 'di filtro, ma è qualcosa che dovresti fare comunque. Usando di nuovo l'amplificatore del microfono come esempio, lo stadio finale potrebbe assorbire abbastanza energia in modo da fare la sua "ondulazione" sul tuo alimentatore locale, indipendentemente dal fatto che l'alimentatore originale fosse perfettamente pulito o meno. Questa è solo una normale pratica di progettazione.

Quindi tutto questo è un lungo modo di dire non preoccuparti. Esistono persino tipi ibridi in cui uno switcher svolge la maggior parte del lavoro con un post-regolatore lineare che scende solo di mezzo volt o giù di lì per ripulire il rumore o farti scendere bene a basse correnti e tensioni (che alcuni switcher hanno tempo con). Ancora una volta, però, stai acquistando la scatola complessiva. Guarda cosa fa come una scatola nera e non preoccuparti di come sono state esattamente eseguite tutte le specifiche.

Gli alimentatori lineari sono meno efficienti e consumano più energia rispetto al calore rispetto agli alimentatori a commutazione. Ciò si traduce anche nella commutazione degli alimentatori in grado di fornire una corrente più elevata per una determinata disposizione di raffreddamento del design dell'alimentatore, sia passivo, raffreddato a ventola o qualcosa di più esotico.

Un alimentatore da banco in modalità switch ben progettato non dovrebbe presentare un'increspatura o un rumore maggiore rispetto a un alimentatore lineare. Se utilizzato entro le specifiche di carico dell'alimentatore da banco, la qualità della tensione di uscita non dovrebbe costituire un problema.

Dato che un alimentatore lineare utilizza principi di progettazione elettronica più semplici rispetto a quelli di commutazione, ma d'altra parte ha esigenze di raffreddamento più pesanti, supponendo che un alimentatore da banco non specificato sia di un tipo o l'altro non è giustificato, contattare il produttore sarebbe il migliore opzione.

I materiali di consumo per laboratorio che soddisfano le tue specifiche sono molto usati nell'industria e dovrebbero essere facili da trovare. HP / Agilent, BK Precision, GW Instek e molti altri sono ottimi articoli da banco.

Un'offerta puramente lineare sarà grande ma sarà la soluzione più silenziosa. Uno switcher con una buona post-regolazione lineare (lo stadio lineare attenuerà il rumore di commutazione e si prenderà cura della regolazione di volt e ampere) sarà altrettanto buono e sicuramente adeguato per la stragrande maggioranza del lavoro al banco.

La maggior parte delle forniture da banco con cui ho giocato sono di questi due tipi, e in pratica entrambi producono DC che è più pulito del tipico alimentatore per la pulizia del convertitore flyback utilizzato in molti progetti di alimentatori. Dovresti stare bene.

Un commutatore puro, anche con uscita regolabile, non è la scelta migliore per questo tipo di lavoro. Non otterrai un'uscita molto pulita se provi a regolare la tensione molto bassa (potresti anche entrare in modalità di salto del ciclo con un'ondulazione di uscita maggiore del previsto).

Temo che un alimentatore a commutazione potrebbe avere un rumore in eccesso. Si tratta di una preoccupazione valida o gli alimentatori a commutazione di qualità sono più che adeguati per un'alimentazione pulita simile a una batteria?

Hai ragione, un alimentatore lineare dovrebbe avere meno ondulazione e rumore rispetto a un alimentatore switching. Inoltre, la commutazione dei materiali di consumo è generalmente più lenta nel rispondere ai rapidi cambiamenti del carico. Il cambio delle forniture, tuttavia, è più efficiente, pesa molto meno e produce meno calore; tutti questi benefici che probabilmente non ti interessano.

Quindi, quando si tratta di esso, per il prezzo che hai citato, non penso che tu possa trovare una buona scorta di commutazione (potrei sbagliarmi), ma puoi ottenere una discesa piuttosto lineare. Penserei che una fornitura di commutazione in questa fascia di prezzo sarebbe di qualità piuttosto scadente.

Sto pensando principalmente a piccoli progetti di microcontrollori, ma mi piacerebbe anche fare alcuni progetti audio e RF.

Se possibile, stai lontano da alimentatori ad alto amperaggio (5 amp e superiori), molto probabilmente non hai bisogno di nulla vicino a quell'amperaggio e di solito sono unità più economiche più orientate per l'acquirente non informato. Un'altra cosa che raccomando, dato che potresti lavorare su progetti che richiedono più tensioni, è ottenere un alimentatore a doppia tensione. Ne ho diversi e sono davvero utili. Ho appena comprato questo uno l'altro giorno, e sembra ok.

dovrei supporre che una fornitura che non specifica linear / switching nel suo datasheet sia di tipo switching?

Vorrei assumere lineare.

Ecco una recensione video di un alimentatore economico, ci sono anche molte altre buone recensioni su YouTube.

Inoltre, una fornitura lineare sarà probabilmente più affidabile e, se si rompe, è più probabile che tu sia in grado di risolverlo da solo.

Il problema più grande che ho riscontrato con alimentatori a commutazione o regolatori CC che utilizzano un design a commutazione, come i convertitori Boost, è la caduta di tensione sotto carico pesante. La mia alimentazione da banco lineare da 3 Amp può fornire 2,5 A in un carico resistivo a 24 V, e scende solo a 2 V. La mia alimentazione di commutazione scende a 2 V sotto lo stesso carico e un amplificatore a commutazione da 12 V a 24 V scende a 4,8 V sotto lo stesso test. Certo, il booster è un prodotto cinese economico, ma lineare sembra contenere meglio la sua tensione.

La bella soluzione sono gli ibridi: un'alimentazione AC-DC in modalità switch seguita da un regolatore lineare per offrire i vantaggi di entrambi i mondi. (Naturalmente la sezione lineare riduce l'efficienza e aumenta un po 'i costi). Sono apparentemente (molto strano secondo me) abbastanza difficili da trovare a prezzi decenti oggi ... Hameg e TTi hanno entrambi modelli costosi usando il concetto. Non ho trovato un design finito per il programmabile 0 ~ 60V> 3A di cui ho bisogno. Ma questo ibrido 0-24V 0-3A sembra un buon punto di partenza fai-da-te ...