Egy ipari vagy kutatás-fejlesztési laborban használt mérőrendszer megbízhatósága nagymértékben azon múlik, milyen tápegységet választunk hozzá. A DC tápegység-választás esetén fontos kérdés, hogy mennyire stabil a tápegység szélsőséges körülmények között, mennyire tiszta a kimenete, és mennyire illeszthető rugalmasan a mérési forgatókönyvekhez.
Egy tápegység adatlapján szinte mindig feltüntetik, hogy milyen hőmérsékleti tartományban működik a megadott specifikációk szerint, méghozzá azért, mert egy aging teszt során maga a tápegység is állandó hőterhelést kap.
Amennyiben a ventilátor vezérlése gyenge, vagy az alkatrészek tartósan a határérték közelében üzemelnek, a kimeneti feszültség lassan elcsúszhat, ami torzíthatja a mérési eredményeket.
Ezért érdemes olyan készüléket választani, ahol a gyártó kifejezetten garantálja a hosszú távú stabilitást.
A megbízhatóbb modellekben a hőmérsékleti együttható 0,01%/°C alatti, vagyis a beállított értékhez képest a relatív drift gyakorlatilag elhanyagolható.
Ez például jól jön akkor, ha a vizsgálat több napig tartó stresszterhelést jelent. Amennyiben a laborban a hőingadozás elérheti a ±5 °C-ot is, fontos, hogy legyen belső hőkompenzáció.
Enélkül a mérés végén nem lehetünk biztosak abban, hogy a változás a DUT (Device Under Test – vizsgált eszköz) saját viselkedéséből adódott, vagy valójában a tápegység teljesítménye sodródott el.
Aging tesztek során nem a tápegység sorkapcsán mért feszültség a döntő, hanem az, ami ténylegesen a DUT-on jelenik meg. Ha a kábel hosszú, vagy a keresztmetszete nem megfelelő, a vezetéken mérhető feszültségesés már százmillivoltos nagyságrendű is lehet.
Ezért célszerű olyan tápegységet választani, amely rendelkezik remote sense bemenettel.
Ilyenkor a készülék közvetlenül a terhelés pontján érzékeli a feszültséget, és automatikusan kompenzálja a vezetéken fellépő esést. Az eredmény stabilabb működés és kisebb mérési hiba, különösen nagyáramú, alacsony feszültségű áramkörök esetén.
A kábelezés kialakításánál is érdemes körültekintően eljárni. A sense-vezetékeket célszerű összecsavarva vezetni, és távol tartani a nagyáramú hurkoktól, hogy minimális legyen a zajfelvétel.
Fontos az is, hogy rövidzár ellen megfelelő védelemmel lássuk el őket.
Amennyiben a terhelés jelentős kimeneti kapacitással rendelkezik, mindenképpen ellenőrizzük a rendszer stabilitását. Ha szükséges, iktassunk be soros pufferellenállást vagy ferritgyöngyöt, mert ellenkező esetben a szabályozókör könnyen oszcillálhat, amely mérés közben tévesen zajként jelenhet meg.
A DC tápegységek egyik legfontosabb jellemzője a kimeneten megjelenő ripple-zaj, vagyis a váltakozó összetevő. Ez általában néhány millivolt nagyságrendű, de érzékeny áramkörök esetén már ennyi is komoly zavart idézhet elő.
Precíziós ADC-knél a cél jellemzően <1 mVrms zajszint, hiszen ennél nagyobb érték könnyen befolyásolja a mérési pontosságot. Ha egy adatlapban 2–3 mVrms érték szerepel, az sok esetben még megfelelő lehet általános célokra, de kifinomult analóg méréseknél célszerű kiegészítő LC-szűrőt vagy alacsony zajú LDO-t beiktatni.
A tranziensválasz legalább ennyire meghatározó. Ha például egy teljesítményelektronikai modul kapcsolás közben 20 A-ról 100 A-re ugrik, a tápegységnek azonnal követnie kell a terhelésváltozást.
Nem elegendő annyit látni a prospektusban, hogy gyors a szabályozás.
Kérjünk pontos mérési adatokat:
Csak így kaphatunk valós összehasonlítási alapot, a marketinggörbék helyett tényleges mérési eredményeket.
A ripple mérésekor magára a mérési technikára is figyelni kell. Elengedhetetlen a 20 MHz-es sávkorlát alkalmazása, valamint a rövid tip-and-barrel mérőfej vagy a koaxiális csatlakozás használata. Ellenkező esetben nem a tápegység saját zaját látjuk, hanem a mérőkör hurkaiban felvett külső zavarokat.
Egy tápegység adatlapján két alapérték különösen árulkodó: a line regulation és a load regulation. Minél kisebbek ezek az értékek, annál kevésbé változik a kimenet hálózati ingadozás vagy terhelésváltozás hatására.
Aging vizsgálatok során ez döntően befolyásolja, mennyire tisztán követhető a DUT valódi viselkedése.
Legalább ennyire lényeges a readback pontossága is.
Nem sokat ér, ha 3,300 V-ot állítunk be, de a készülék visszajelzése csak ±50 mV pontosságú.
Ilyen esetben valójában nem tudhatjuk biztosan, mennyi feszültség jutott a terhelésre. Ezért érdemes olyan tápegységet választani, amely nemcsak a kimeneti értékek kiadására, hanem nagy felbontású és megbízható visszamérésre is képes.
Ha a mérés és a szabályozás egyazon eszközben pontos, sokszor feleslegessé válik külön mérőműszert beépíteni a rendszerbe.
A tesztelt áramkör terhelése gyakran változik. Nézzük meg, hogyan vált a táp áram- és feszültségszabályozás között. A túl nagy túllövés hibás mérési eredményt hoz. A programozható áramkorlát és a foldback viselkedés ezért kulcsfontosságú: túl szigorú beállításnál feleslegesen leáll a teszt, túl lazánál meg leég a DUT.
Amennyiben a DUT visszatáplál, például egy motorvezérlő vagy egy akkumulátoros rendszer esetén, a hagyományos tápegység már nem elegendő. Ilyenkor két- vagy akár négykvadráns tápegységre van szükség, esetenként pedig dedikált elektronikus terhelőre, amely képes a visszaáramot biztonságosan elnyelni és elvezetni.
A védelem szintén fontos.
A minimális biztonsági funkciók közé tartozik a túlfeszültség elleni védelem (OVP), a túláram elleni védelem (OCP), valamint a túlmelegedés elleni védelem (OTP).
Amennyiben van rá lehetőség, célszerű érintkezős interlockot is alkalmazni az aging rack-ben, hogy bármilyen rendellenesség esetén azonnal lekapcsoljon a rendszer. Ez nemcsak a vizsgált eszközt, hanem a teljes mérőberendezést és a kezelőszemélyzetet is védi.
Egy modern laborban a tápegység ritkán működik önállóan, sokkal inkább a mérőrendszer szerves része.
A mérnökök többnyire Pythonból, LabVIEW-ből vagy C#-ból vezérlik, amihez elengedhetetlen a teljes SCPI-parancskészlet és az IVI-driver támogatás. Nem kevésbé fontos, hogy a készülék rendelkezzen determinisztikus trigger (TRIG/Sync) funkcióval, eseménynaplóval, hibakód-kezeléssel és digitális I/O-val a kézfogásokhoz.
Hosszú távú, folyamatos üzemnél, például aging teszteknél különösen nagy értéke van az auto-restart és a watchdog funkciónak. Ha áramszünet következik be, vagy a vezérlőszoftver lefagy, a rendszer automatikusan képes folytatni a tesztet. Így nem veszik el napoknyi mérési idő, és a vizsgálat eredményei változatlanul érvényesek maradnak.
Többcsatornás tápegységnél mindig nézd meg, mennyire függetlenek a kimenetek. A galvanikus izolációt tipikusan voltban adják meg (pl. csatorna–csatorna 300 Vrms), míg a csatornák közti áthallást µV-ban vagy dB-ben. Ha az izoláció gyenge, az egyik csatorna terhelésváltozása zajt ültet a másikra, aging közben ez különösen kellemetlen, mert megkérdőjelezi a párhuzamos teszteredményeket.
Nagyobb feszültség- vagy áramigény esetén jól jön, ha a csatornák sorosan/párhuzamosan kapcsolhatók, és a készülék rendelkezik current-share busz-szal, master–slave üzemmel. Enélkül az árammegosztás felborulhat, ami instabilitáshoz, akár oszcillációhoz vezet.
Az aging tesztek sajátossága, hogy napokon, sőt olykor heteken át folyamatosan futnak. Ha ez idő alatt a tápegység leáll, nemcsak a mérés vész kárba, hanem a DUT élettartam-görbéje is torzul, így az eredmények értékelhetetlenné válnak. Ennek elkerülésére érdemes redundáns tápegységet vagy UPS-t beépíteni a rendszerbe.
Kiemelt figyelmet igényel a bekapcsolási profil is. Nem szerencsés, ha a készülék hidegindításkor azonnal maximális áramot kap: szükség van soft-start funkcióra, valamint arra, hogy a feszültségsinek sorrendje programozható legyen. Így a DUT fokozatosan, biztonságosan áll fel.
A megfelelőségi tanúsítványokról sem szabad megfeledkezni. Egy CE vagy UL jelölés ma már alapkövetelmény, de bizonyos iparágak – például az orvosi elektronika – további előírásokat is megkövetelhetnek, mint az alacsony szivárgó áram. Ha ezek hiányoznak, az sokszor csak a projekt vége felé derül ki, amikor a váltás költséges és időigényes.
A DC tápegység-választás esetén a megbízhatóságot olyan tényezők határozzák meg, mint a hőmérsékleti stabilitás, a ripple és a tranziensválasz, a remote sense funkció, a line- és load regulation értéke, a readback pontossága, valamint a CC/CV üzemmód közötti váltás viselkedése. Ugyanilyen fontosak a beépített védelmi funkciók, az automatizálhatóság, illetve a többcsatornás eszközöknél az izoláció minősége.
Ha mindezekre a szempontokra odafigyelünk, a labor vagy a gyártósor nem pusztán adatokat szolgáltat, hanem olyan visszakövethető és stabil mérnöki alapot teremt, amelyre biztonsággal lehet építeni a döntéseket.
KORA Műszaki Szolgáltató és Kereskedelmi BT.
Cím: 1145 Budapest, Törökőr u. 31.
Telefonszám: +36 1 223 1045
E-mail: info@kora.hu
Weboldal: kora.hu
Kovács Miklós ügyvezető
+36 20 932 5741, +36 20 468 1234
Kovács Dániel operatív & marketing menedzser
+36 30 845 9918
"*" a kötelező mezőket jelöli
Kedvezmény!
Akció a Chroma 61809, 61812, 61815 és 62000D szériás műszerekre!
Részletekért vegye fel velünk a kapcsolatot!
e-mail: info@kora.hu sales@kora.hu
telefon: +36308459918
