Источники питания (ИП) с автоматическим выбором диапазона ориентированы на более широкую сферу применения, чем обычные ИП. Чтобы определить, обладает ли ваш прибор функцией автоматического выбора диапазона, взгляните на его максимальное напряжение, ток и выходную мощность. Если произведение максимального напряжения на максимальный ток больше максимальной мощности, то этот источник способен выбирать диапазон автоматически.
На рисунке 1 показана выходная характеристика типичного ИП без автоматического выбора диапазона. Это называется прямоугольным выходным питанием, поскольку такой источник может работать в любой точке, лежащей внутри прямоугольника, ограниченного предельными значениями тока и напряжения. Чтобы определить, отвечает ли ИП вашим потребностям, просто взгляните на его номинальные характеристики: если необходимые напряжение и ток меньше максимальных значений, такой источник вас устраивает. Если ИП рассчитан на некоторую максимальную мощность, её вы сможете получить только при максимальном паспортном напряжении и максимальном паспортном токе.
Что такое автоматический выбор диапазона?
Главной особенностью этой характеристики является кривая, в любой точке которой напряжение, помноженное на ток, равно максимальной мощности. На концах кривой мы по-прежнему имеем предельные значения тока и напряжения.
На рисунке 2 показана выходная характеристика типичного ИП с автоматическим выбором диапазона. U1 является максимальным напряжением, а I1 – соответствующим током, определяемым выражением I1 = Pмакс/U1. I2 – это максимальный ток, а U2 – соответствующее напряжение, определяемое выражением U2 = Pмакс/I2. Допустимые токи и напряжения, лежащие на кривой, ограничиваются максимальной мощностью Pмакс.
Критерием качества ИП с автоматическим выбором диапазона является отношение напряжений в конечных точках кривой. Для выходной характеристики, показанной на рисунке 2, максимальное напряжение U1 равно 50 В, и потребляемый ток нагрузки при этом напряжении может достигать значения 2 А. Поскольку мощность источника питания равна 100 Вт, при максимальном потребляемом токе нагрузки 10 А выходное напряжение U2 будет равно 10 В. Отношение U1/U2 равно 5, т.е. этот ИП характеризуется отношением 5:1. Чем больше это отношение, тем выше гибкость ИП, поскольку он может работать в более широком диапазоне. Типичные современные ИП с автоматическим выбором диапазона характеризуются отношением напряжений от 2:1 до 5:1.
Что лучше, ИП с автоматическим выбором диапазона или источник с прямоугольной характеристикой?
Поскольку автоматические ИП работают в более широком диапазоне, один такой источник может заменить несколько ИП с прямоугольной характеристикой той же мощности. На рисунке 3a показано, что для получения тех же параметров, что и у автоматического ИП мощностью 100 Вт с диапазоном 5:1, приходится использовать несколько 100 ваттных ИП с прямоугольной характеристикой.
Альтернативным подходом является применение более мощного ИП с прямоугольной характеристикой. На рисунке 3б показано, что ИП с прямоугольной характеристикой мощностью 500 Вт обеспечивает те же рабочие точки, что и 100 ваттный автоматический источник с диапазоном 5:1. И хотя здесь можно вспомнить о гибкости и эффективности источника с автоматическим выбором диапазона, более мощный источник с прямоугольной характеристикой может оказаться не хуже.
Чтобы сделать правильный выбор, надо сравнить стоимость и физические размеры обоих устройств.
На рисунке 3a автоматический ИП мощностью 100 Вт сравнивается с не сколькими 100 ваттными приборами с прямоугольной характеристикой. Чтобы перекрыть тот же широкий диапазон выходных напряжений и токов, понадобится несколько источников питания с прямоугольной характеристикой, которые обойдутся дороже и займут больше места, чем один 100 ваттный автоматический ИП. На рисунке 3б ИП мощностью 500 Вт с прямоугольной характеристикой сравнивается со 100 ваттным автоматическим источником. И хотя, скорее всего, 500 ваттный ИП с прямоугольной характеристикой окажется больше и дороже, он может охватить тот же рабочий диапазон, что и автоматический источник мощностью 100 Вт, и выдать на 400 Вт больше мощности за пределами характеристики 100 ваттного автоматического источника, что, потенциально, может оправдать более высокую стоимость и больший размер.
Автор: Боб Золло, Источник