Чем интересны мощные источники тока? Каковы их особенности и отличия от высоковольтных? Как подбирать решения?
На эти и другие вопросы отвечает руководитель технического отдела SNDGroup, кандидат физико-математических наук Павел Габдуллин.
Вместо введения: физика и аналогии для понимания процессов
Для разговора о таких сложных устройствах, как мощные источники тока, необходимо кратко напомнить некоторые основы физики.
В электричестве есть физические величины - ток (I), напряжение (U), сопротивление (R) и мощность (P). Они связаны между собой, но это разные понятия, имеющие разный смысл.
В техническом русском языке определения величин, как правило, довольно четкие, передают конкретные значение. Однако сила языка присваивает им простые, ассоциативно понятные аналоги.
Например, ток течет, как вода. Большой ток - большой поток воды, маленький ток - маленький ручеек. Вы легко это можете представить!
Напряжение - напрягает, давит. Напряжением измеряют разность потенциалов, когда имеется потенциал (например, большое водохранилище), а ток (поток воды) будет определяться шлюзом в дамбе. Шлюз открыт на полную - большой поток воды, шлюз почти закрыт - течет маленький ручеек.
Шлюз в данном случае – сопротивление, он сопротивляется напору воды основного водохранилища и пропускает ровно столько насколько он открыт.
Мощность - это произведение тока на напряжение. P=I*U Это запасенная мощь, не обязательно затрачиваемая в моменте.
Мощные источники тока: определение
Не существует четкой границы, какие источники тока считать маломощными, а какие мощными. Определение условно, граница зависит от требований потребителя.
Потребитель в данном случае - это устройство, которое получает питание от источника. Для одних потребителей 10 Вт является большой мощностью, а для другие требуют свыше 1000 Вт.
В SNDGroup принята условная граница: устройства с выходной мощностью от 100 Вт мы относим к категории мощных.
Если говорим про мощные источники тока, то тут мощность набирается именно из тока. Повторюсь, мощность - это произведение тока на напряжение. 1000 Вт могут составлять как 10 В * 100 А, так и 10000 В * 0.1 А. Когда говорим про мощные источники тока, то рассматриваем первый вариант. К нему принадлежат устройства, способные выдавать большие токи в нагрузку. Большие токи - десятки и сотни ампер.
Отличия мощных источников тока от высоковольтных
В нашей практике нередко путают понятия «мощный» и «высоковольтный» источник тока.
Важно понимать, что высоковольтные - это не обязательно мощные источники тока. Само название «высоковольтные» говорит за себя, эти источники способны выдавать высокие напряжения, как правило, от 1000 В и выше.
Высокое напряжение может вызвать электрический пробой - подобно разряду молнии. При этом ток может быть совсем небольшим. Высоковольтный источник 10 000 В может выдавать ток всего в 100 мкА, и его мощность будет всего 1 Вт, это не мощный источник, но высоковольтный. Для взаимодействия с ним требуются специальные навыки и специальный допуск на работу.
Факторы выбора источников питания
Для любого источника есть набор стандартных параметров, которые касаются не только предельных величин токов или напряжений.
Например, это могут быть: стабильность выходных параметров, временная стабильность, уровень пульсаций, возможность регулировки, скорость регулировки, полярность (для высоковольтных это важно!), защита от короткого замыкания, защита от перенапряжений по входу, КПД.
Кроме это, может существовать ряд дополнительных требований, которые кардинально сказываются на сложности и стоимости прибора. Одно из таких - финансовый вопрос, котором поговорим отдельно.
Контрактная разработка источника тока должна включать в себя расчет не только опытного образца, но и последующего тиража. А подрядчик обязан обладать как инженерными компетенциями, так и пониманием реалий рынка.
Так, большой технологический опыт SNDGroup и экспертиза команды позволяют нам решать нестандартные задач: заказчик может озвучить свои потребности, а мы в свою очередь создадим устройство, которое им отвечает. При этом, мы параллельно осуществляем ценовую оптимизацию: источник тока будет укладываться в комфортную цену для заказчика как за единицу, так и за тираж.
В этом также помогает наше представительство зарубежом: наша логистика позволяет находить и предлагать заказчикам альтернативную компонентную базу, которая свободна от санкционного давления. Это обеспечивает бесперебойность поставок и защиту от резких ценовых скачков.
Логистика и поставки: как SNDGroup обеспечивает свою компонентную базу для производства источников тока
Стандартный подход в настоящее время - замена «санкционных комплектующих» на радиоэлектронные комплектующие отечественного производства или на привезенные из дружественных стран. Когда требуется найти иностранного производителя, наша компания ориентируется на Китай.
В КНР у нас работает штат собственных специалистов, поэтому мы можем оперативно находить там необходимые качественные аналоги, причем даже такие, которые пока не вышли на международный рынок. Удобно, что комплектующие мы проверяем «на месте» и напрямую контактируем с производителями.
Все это делает мощные источники тока, которые мы собираем, наиболее конкурентоспособными в настоящее время на отечественном рынке радиоэлектроники.
