Catu daya Benchtop: linear vs switching? [Tutup]

Saya ingin mendapatkan catu daya benchtop yang layak ($ ​​150-300) untuk desain dan pengujian elektronik tingkat hobi. Saya tidak ingin mengubah atau menggunakan persediaan ATX komputer karena saya ingin:

• Tegangan disesuaikan
• Adjustable saat ini
• Kebisingan / riak rendah
• Ketepatan
• 1 atau 2 output tegangan
• 0-30VDC (AC tidak diperlukan)
• 3-5A

Ketika saya melihat pasokan berbagai produsen, saya menemukan beberapa yang sepertinya pilihan yang baik, namun saya telah menemukan aspek saya bingung: Linear atau beralih?

Saya berencana terutama pada proyek mikrokontroler kecil, tetapi saya juga ingin melakukan beberapa proyek audio dan RF. Saya khawatir pasokan switching mungkin memiliki noise berlebih. Apakah ini masalah yang valid, atau apakah pasokan switching kualitas lebih dari cukup untuk daya yang mirip baterai?

Juga, haruskah saya berasumsi bahwa persediaan yang tidak menentukan linear / switching pada datasheet-nya adalah tipe switching?

Dapatkan apa pun yang memenuhi kebutuhan Anda untuk voltase, arus, pembacaan, ukuran, harga, dll. Jangan khawatir tentang apakah itu switcher atau linier.

Secara umum, linear kurang efisien. Namun, ini tidak banyak berarti untuk pasokan bangku. Beberapa watt atau bahkan 10 watt itu kadang-kadang mungkin menarik lebih dari switcher yang setara tidak relevan. Ini akan menjadi lebih panas, tetapi mungkin karena Anda membeli seluruh kotak ini telah dirancang. Kecuali jika Anda memiliki titik fisik yang sangat spesifik dalam pikiran untuk kotak ini dan ada sedikit ruang untuk ventilasi, panas ekstra dari linear akan ' itu tidak penting.

Switchers akan memiliki beberapa noise switching pada output mereka. Sekali lagi, ini seharusnya tidak masalah. Periksa spesifikasi riak, tetapi riak dari setiap persediaan lab komersial kotak jadi seharusnya tidak setinggi itu, paling sedikit 10-an mV.

Apa sebenarnya masalah dengan riak? Tidak banyak dalam pengaturan bangku. Hal-hal seperti relay, motor, LED dan bahkan LEB (bola pemancar cahaya) tidak akan peduli. Tetapi poin yang paling penting adalah bahwa rangkaian yang dirancang dengan baik harus cukup kebal terhadap riak catu daya. Jika sirkuit Anda tidak dapat menangani beberapa riak pasokan mV, apa yang akan dilakukan ketika turun dari bangku cadangan? Dalam beberapa kasus di mana riak pasokan mungkin penting, Anda harus terbiasa dengan menambahkan filter yang sesuai. Misalnya, untuk memberi daya pada opamp untuk rangkaian input sensitif preamp mikrofon, masukkan induktor chip ferit secara seri diikuti dengan mungkin 10 µF tutup ke ground yang memberi makan pin daya opamp. Tempat lain mungkin juga perlu sedikit pemfilteran, tetapi itu tetap harus Anda lakukan. Dengan menggunakan amp mikrofon sebagai contoh lagi, tahap akhir mungkin menarik daya yang cukup sehingga membuat "riak" sendiri pada catu lokal Anda, apakah catu daya asli benar-benar bersih atau tidak. Ini hanya praktik desain normal.

Jadi semua ini adalah cara yang panjang untuk mengatakan jangan khawatir tentang hal itu. Bahkan ada tipe hybrid di mana switcher melakukan sebagian besar pekerjaan dengan linear post-regulator yang hanya turun setengah volt atau lebih untuk membersihkan kebisingan atau membiarkan Anda turun ke arus rendah dan voltase baik (yang beberapa switchers memiliki hard waktu dengan). Sekali lagi, Anda membeli kotak keseluruhan. Lihatlah apa yang dilakukannya sebagai kotak hitam dan jangan khawatir bagaimana persisnya semua spesifikasi dicapai.

Catu daya linier kurang efisien, dan membuang lebih banyak daya sebagai panas, daripada mengganti catu daya. Ini juga berakibat pada pergantian pasokan yang mampu memberikan arus yang lebih tinggi untuk pengaturan pendinginan yang diberikan dari desain catu daya, apakah pasif, kipas pendingin, atau sesuatu yang lebih eksotis.

Catu daya bangku mode sakelar yang dirancang dengan baik seharusnya tidak memiliki riak atau kebisingan yang lebih tinggi daripada catu linier. Ketika dioperasikan dalam spesifikasi beban catu daya bangku, kualitas tegangan output tidak menjadi masalah.

Mengingat bahwa catu daya linier menggunakan prinsip-prinsip desain elektronik yang lebih sederhana daripada mengganti pasokan, tetapi di sisi lain memiliki kebutuhan pendinginan yang lebih berat, asumsi bahwa catu daya bangku yang tidak ditentukan adalah satu jenis atau yang lain tidak dibenarkan, menghubungi produsen akan menjadi yang terbaik pilihan.

Persediaan laboratorium yang memenuhi spesifikasi Anda sangat umum digunakan dalam industri dan harus mudah ditemukan. HP / Agilent, BK Precision, GW Instek dan banyak lainnya membuat persediaan bangku yang baik.

Pasokan murni linier akan besar tetapi akan menjadi solusi paling tenang. Sebuah switcher dengan post-regulasi linear yang baik (tahap linear akan memuluskan kebisingan switching dan menjaga regulasi volt dan amp) akan hampir sama baiknya dan tentu cukup untuk sebagian besar pekerjaan bangku.

Sebagian besar persediaan bangku yang saya mainkan adalah dari kedua jenis ini, dan dalam praktiknya mereka berdua menghasilkan DC yang lebih bersih daripada pasokan rumah tangga konverter flyback yang digunakan dalam banyak desain catu daya. Kamu harus baik-baik saja

Switcher murni, bahkan dengan output yang dapat disesuaikan, bukanlah pilihan terbaik untuk pekerjaan semacam ini. Anda tidak akan mendapatkan output yang sangat bersih jika Anda mencoba menyesuaikan voltase yang sangat rendah (Anda bahkan dapat masuk ke mode siklus-skipping dengan riak output yang lebih besar dari yang diperkirakan).

Saya khawatir pasokan switching mungkin memiliki noise berlebih. Apakah ini masalah yang valid, atau apakah pasokan switching kualitas lebih dari cukup untuk daya yang mirip baterai?

Anda benar, catu daya linier harus memiliki lebih sedikit riak dan kebisingan dibandingkan dengan catu daya switching. Peralihan persediaan biasanya lebih lambat dalam menanggapi perubahan beban yang cepat. Pergantian pasokan, lebih efisien, berbobot jauh lebih sedikit, dan menghasilkan lebih sedikit panas; semua manfaat ini mungkin tidak Anda pedulikan.

Jadi ketika sampai pada itu, untuk harga yang Anda sebutkan, saya tidak berpikir Anda dapat menemukan pasokan switching yang baik (saya mungkin salah,) tetapi Anda bisa mendapatkan yang linear cukup turun. Saya pikir pasokan switching dalam kisaran harga ini akan memiliki kualitas yang cukup buruk.

Saya berencana terutama pada proyek mikrokontroler kecil, tetapi saya juga ingin melakukan beberapa proyek audio dan RF.

Jika memungkinkan, menjauhlah dari catu daya bertegangan tinggi (5amp dan lebih besar), Anda kemungkinan besar tidak membutuhkan apa pun di dekat arus listrik sebesar itu, dan mereka biasanya merupakan unit yang lebih murah yang lebih diarahkan untuk pembeli yang tidak mendapat informasi. Hal lain yang saya sarankan, karena Anda mungkin bekerja pada proyek yang membutuhkan beberapa voltase, adalah mendapatkan catu daya bertegangan ganda. Saya punya beberapa, dan mereka sangat berguna. Saya baru saja membeli yang ini kemarin, dan sepertinya tidak apa-apa.

haruskah saya berasumsi bahwa persediaan yang tidak menentukan linear / switching pada datasheet-nya adalah tipe switching?

Saya akan menganggap linier.

Berikut ini adalah ulasan video catu daya murah, ada banyak ulasan bagus lainnya di YouTube Anda juga.

Juga, pasokan linier mungkin akan lebih dapat diandalkan, dan jika itu rusak, Anda lebih mungkin dapat memperbaikinya sendiri.

Masalah terbesar yang saya temui dengan pasokan switching, atau regulator DC yang menggunakan desain switching, seperti Boost Converters, adalah penurunan tegangan karena beban yang berat. Pasokan bangku 3 Amp linier saya dapat menghasilkan 2,5 Amps menjadi beban resistif pada 24V, dan hanya turun 0,2 V. Pasokan switching saya turun 2 V di bawah beban yang sama, dan booster switching switching 12V-24V turun 4,8 V di bawah pengujian yang sama. Memang, booster adalah produk chineese yang murah, tetapi linear sepertinya menahan voltase lebih baik.

Solusi yang bagus adalah hibrida: Sebuah mode pasokan AC-DC beralih diikuti oleh regulator linier untuk memberikan keuntungan dari kedua dunia. (Tentu saja bagian linier mengurangi efisiensi dan sedikit meningkatkan biaya). Mereka tampaknya (sangat aneh menurut saya) cukup sulit ditemukan dengan harga yang layak hari ini ... Hameg dan TTi keduanya memiliki model mahal menggunakan konsep. Saya belum menemukan desain jadi untuk 0 ~ 60V> 3A yang dapat diprogram yang saya butuhkan. Tapi hibrida 0-24V 0-3A ini terlihat seperti titik awal DIY yang adil ...