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【技術大咖測試筆記系列】之三:怎樣選擇合適的臺式電源?

2021-08-18
作者:泰克科技技術大咖 Andrea Vinci
來源:泰克科技
關鍵詞: 臺式電源 泰克科技

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電氣工程師和電路設計人員供電和測試電路系統(tǒng)設計時,,DC電源是他們使用的測試測量設備中的標配,。那么它有哪些具體功能,?怎樣才能為應用找到適當?shù)?a class="innerlink" href="http://forexkbc.com/tags/臺式電源" target="_blank">臺式電源呢?

  何為“臺式電源”及其分類

  臺式電源提供直流電壓,,為被測器件供電,,如電路板或電子產(chǎn)品。臺式電源一般位于工程師的工作區(qū)或工作臺上,,因此也稱為“臺式電源”,。在工程師或電路設計人員需要測試某個器件(一般稱為被測器件DUT)時,他們要為被測器件提供設定的電壓或電流,。臺式電源允許工程師設置和提供特定電壓,,為DUT供電,確認器件以預計方式工作,。如果不符合預計方式,,那么就要調(diào)試并再次測試。

  盡管臺式電源種類繁多,,但這些儀器在廣義上可以分成三大類:單通道和多通道電源,,雙極電源和單極電源,線性電源和開關式電源,。

     單通道和多通道臺式電源

  顧名思義,,單通道臺式電源只有一個可控輸出,而多通道電源則有兩個或以上的輸出,。多通道電源一般用來開發(fā)同時采用數(shù)字電路和模擬電路或雙極電路的器件,。

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     雙極和單極臺式電源

  單極電源只能產(chǎn)生正電壓。工程師可以從技術上將連接到電源的引線切換到負電壓,,而雙極電源則既能提供正電壓,,也能提供負電壓。雙極電源能夠處理更多種類的功率應用,,但價格較高,,使用起來更復雜,,因此許多工程師在DC功率應用中選擇單極臺式電源。

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    線性和開關式臺式電源

  線性電源能夠提供高精度測量,,噪聲或信號干擾非常小,。但它們一般更重,尺寸更大,,提供的功率較少,,效率較差。開關式電源更緊湊,,提供的功率更多,,但一般有高頻噪聲,測量精度較差,。開關式電源通常用于功率密度成問題的應用,,比如要在很小的空間內(nèi)獲得高得多的功率,而線性電源則用于要求為小的模擬電路供電的應用,。

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  怎樣選擇適當?shù)呐_式電源

  通過選擇相應的電源,,并且更深入地了解其功能和特性,工程師可以更快地運行測試,,更精確地進行測量,。在購買臺式電源時要考慮許多因素,最重要的因素有:

  1)    考慮可編程電源

  在使用臺式電源運行長測試或復雜測試時,,手動設置電壓值和電流極限會浪費寶貴的時間,。幸運的是,大多數(shù)臺式電源帶有測試序列功能,,支持基本編程能力。通過使用測試序列功能,,工程師可以對電壓值,、電流極限值和每個設置的時間編程。這提供了一種簡單的方式,,可以運行擁有多個預定輸出電壓和時間的復雜測試,,而又不用在臺式電源上手動調(diào)節(jié)設置,操作人員可以把更多的時間放在獲得優(yōu)質(zhì)測量上,。

  2)    選擇正確功率極限的臺式電源

  DC電源通常會按最大電壓和最大電流分類,。在尋找適當?shù)碾娫捶矫妫@無疑提供了重要的信息,,但別忘了還要看一下功率極限,。例如,2260B-30-72臺式電源可以提供高達30 V或72 A,,但它的功率極限是720 W,。這意味著這種電源能提供30 V電壓,但達不到72 A,因為有功率限制,。工程師可以使用下面的公式確定生成的功率:

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  在大多數(shù)情況下,,如果用這個公式計算的功率低于臺式電源的功率極限,那么就能正常運行,。

   選擇擁有遠程傳感電壓監(jiān)測功能的臺式電源

  如果想要最準確的電壓源,,最好使用配備遠程電壓表或遠程傳感功能的臺式電源。這樣可以獲得DUT上(而不是輸入端子上)干凈的電壓讀數(shù),,因為它補償了測試線的壓降,。大多數(shù)標準3英尺左右的測試線的電阻約為50 mΩ (一對測試線約為100 mΩ),因此在使用低電阻DUT時,,測試線上的壓降會相當大,。

   尋找擁有相應響應時間的臺式電源

  如果運行的測試中電壓或負載迅速變化,那么響應時間至關重要,。響應時間是指臺式電源向上傾斜(上升時間)或向下傾斜(下降時間)到設定電壓所需的時間,。注意響應時間經(jīng)常會隨著負載變化。上升時間是指電源從10%的值上升到90%的值所用的時間,。下降時間相反,,是電源從90%的值下降到10%的值所用的時間。

  瞬態(tài)恢復時間是應用負載后電源恢復到設定電平所需的時間長度,。如果單獨作為一個指標,,它是一個比較復雜的參數(shù),所以通常用多個參數(shù)來描述:電壓穩(wěn)定頻段,、瞬態(tài)恢復時間和負載電流步進變化,。例如,Keithley 2200系列臺式電源的負載瞬態(tài)恢復時間指標如下:“在從0.1 A變成1A后<400 μs內(nèi)落到75 mV范圍內(nèi),?!?這意味著,如果電流負載從0.1 A變成1 A (負載電流的步進變化),,那么電源將在不到400 μs內(nèi)(瞬態(tài)恢復時間)落到75 mV的設定電壓范圍內(nèi)(電壓穩(wěn)定頻段),。

  怎樣使用臺式電源

  臺式電源使用起來非常簡單。這些儀器通過引線連接DUT,,引線插到臺式電源面板里,。工程師可以使用前面板顯示屏,,設置電壓或電流電平,,為DUT供電。大多數(shù)臺式電源可以在兩種模式下工作:恒壓模式(CV)和恒流模式(CC),。

  1)    在恒壓 (CV)和恒流(CC)模式下運行臺式電源

  臺式電源的一個重要功能是能夠在恒流 (CC)和恒壓(CV)模式下運行,。在CV模式下,,電源根據(jù)用戶設置穩(wěn)定輸出電壓,;在CC模式下,電源穩(wěn)定電流,。電源在CV模式還是CC模式取決于用戶設置和負載的電阻,。在CV模式或CC模式下,電源有不同的指標,。在任意時點,,電源穩(wěn)定電壓或電流,并在儀器準確度范圍內(nèi)與設置相匹配,。

  在CV模式下,,輸出電壓在儀器準確度指標范圍內(nèi)與電壓設置相匹配,電流由負載阻抗確定,。在CC模式下,,輸出電流與電流極限設置相匹配,電壓由負載阻抗確定,??梢允褂脷W姆定律確定這些值,具體如下,。如果想更嚴謹些,,可以在電阻中包括測試線:

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  2)    在并聯(lián)和串聯(lián)操作下運行臺式電源

  如果測試要求更多的功率,可以并聯(lián)或串聯(lián)多個臺式電源,,來提高可用的電壓或電流,。

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  串聯(lián)操作:為提高電壓,把一個電源的正輸出連接到另一個電源的負輸出上,,然后把其余的正輸出和負輸出連接到DUT,。

  并聯(lián)操作:為提高電流,把兩個正輸出連接到DUT的一個端子上,,把兩個負輸出連接到DUT的另一個端子上,。

  在組合輸出時,如果想使用遠程傳感功能,,一定要翻閱電源使用說明書。在某些配置下或在使用兩個不同電源時,,遠程傳感功能可能會不能用,。

  3)    為應用尋找最好的臺式電源

  Series 2280精密測量DC電源提供高達192W輸出噪聲功率和優(yōu)異的負載電流測量靈敏度。這些電源提供高達 6? 的數(shù)字分辨率,,10nA 電流測量分辨率,,顯示電壓圖和電流圖。

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  Series 2281動態(tài)建模電池仿真裝置把電池測試,、電池仿真與高精度電源功能整合在一起,,它能夠分析被測器件的直流功耗,,測試電池,根據(jù)電池充電過程生成電池模型,,為任何類型的電池建模,。獨特的顯示畫面,顯示電池狀態(tài),,提供精密電源模式,。

  如需進一步了解臺式電源,可以查看我們的臺式電源選型指南或瀏覽我們的DC電源總集,。如想了解怎樣為您的應用選擇適當?shù)呐_式電源,,請與泰克專家聯(lián)系。

  



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