Создание высокоточного и надежного источника питания с программируемым уровнем выходного напряжения

В современной технике источники напряжения применяются во многих случаях, и, тем не менее, область их применения постоянно расширяется. Это не только измерительные приборы, системы связи и навигации, но и зарядные устройства взрывоопасных литиевых и литий-ионных батарей, построение систем с аналого-цифровым и цифро-аналоговым преобразованием.
Как правило, источник напряжения составляет незначительную часть в разрабатываемой в целом системе, однако, очень важен и может оказать значительное влияние на характеристики выходного сигнала или результат работы прибора, поэтому, разработке точного блока питания уделяют значительное время. Нередко системы состоят из нескольких принципиально разных устройств, каждому из которых необходим источник напряжения. Для снижения общей погрешности, а также увеличения эффективного свободного пространства, используют общий для всех устройств источник питания.
Однако в современных этапах развития техники проектирование блока питания под отдельный разрабатываемый прибор все чаще становится неэффективным. Это, в первую очередь, касается лабораторий, проектных бюро, фирм-разработчиков, даже вплоть до отдельных радиолюбителей, которым временно необходимо получить источник вторичного напряжения той или иной величины для пробного пуска устройства, проверки работоспособности отдельного узла или проверки конкретного электронного прибора.
Поэтому, часто стоит задача проектирования источника напряжения для широкого пользования. Современная элементная база позволяет использовать различные методы задания необходимого напряжения на выходе прибора – от переменного резистора или потенциометра до тач-клавиатуры.

В результате проведенной работы был спроектирован источник питания с программным управлением. Основной упор при проектировании был на точность и надежность прибора, поэтому при выборе основных компонентов были рассмотрены современные, надежные и гибкие в применении и управлении устройства.
Была разработана структурная схема устройства, на основе которого была спроектирована электрическая принципиальная схема.
Исходя из требований задания, были определены требования к микроконтроллеру, вследствие чего был сделан выбор относительно основного контроллера прибора – ATMega103. Для выбранного контроллера была написана программа с использованием среды программирования CodeVisionAVR и компилятора для устройств от Atmel.
Исходя из полученных результатов, мы получили мощный программируемый источник питания, способный выдать напряжение на выходе от 3 до 12 В с нагрузочной способностью до 40 А. Данный источник питания подходит как для лабораторных использований: блок питания для отладочных стендов, пробы запуска устройств, проверки приборов на нагрузочную способность, так и в «полевом» использовании – зарядные устройства, блоки питания для маломощных устройств.
Особенностью данного устройства является его гибкость в использовании: он подходит для широкого диапазона применений, способен работать при отсутствии питающей сети промышленной частоты – работать от переносных аккумуляторов, а также достаточно высокая мощность при довольно небольшом количестве элементов и малых габаритах.