任何對元器件、電路板、模塊或設備進行測試時都需要使用一個或多個直流電源來給被測物和測試激勵源供電。
除了給被測物供電外,這些電源有時也可通過模擬被測物工作環境來提供測試激勵。比如、多范圍的充電機,可以充電12VDC或者24VDC電池組,最高充電電壓會達到28、8VDC左右,針對電子產品,常規測試項目都會包含對產品進行OVP測試,OVP測試所采用的電壓通常都會比額定工作電壓高10%甚至20%;針對采用額定12VDC電壓的汽車電路,但最大輸入電壓仍可能高達27VDC,因此,某些汽車標準要求用27VDC的電壓對正常工作電壓為12VDC的裝置進行極限測試。這類基本因素決定了人們對電源的要求。
在購買直流電源前,根據您的應用類型決定選用線性電源還是開關電源,線性電源紋波和噪聲低、瞬態響應快,但效率低、發熱量大,而且又大又重,一般情況下,在要求紋波和噪聲低、瞬態應快的情況下才可能選擇。
即使在要求低紋波和噪聲輸出的應用中、開關電源往往也能從容應付,這是因為電力電子技術的最新進展己大幅改善了開關電源的紋波和噪聲參數,
在越來越多的應用中開關電源將逐步替代線性電源,究其原因,主要體現在:開關電源的紋波和嗓聲有了大幅度的改善,開關電源體積小,功率密度高、效率高、功率大,并且開關電源便于控制(包括主從控制、串并聯控制、全局控制等等)。
那么,我們在選擇一款適合的開關直流電源時,應注意或者說從哪幾個主要方面考慮呢?選擇一款適合自己的開關直流電源、可以從以下這些方面來考量:
1、電壓、電流、功率需求范圍
■ 在對被測物(元器件、電路板、模塊、設備成品)測試時往往需要用到不同的電壓,如:
<1>電路板中不同的電路部分工作電壓可能不同,在測試時需要模擬工作環境、提供不同的電壓;
<2>在對被測物進行欠壓、正常電壓、過壓測試時,也需要用到不同的電壓:
<3>往往一個企業研發或者制造的產品是多樣化的、從設備投資角度、也期望一種電源可滿足盡可能多的應用需求,
■ 在對被測物(元器件、電路板、模塊,設備成品)測試時往往需要用到不同的電流,如:
<1>在對被測物進行空載、25%載、半載、滿載、超載測試時、需要提供不同的電流(功率);
<2>往往一個企業研發或者制造的產品是多樣化的,如充電器的研發或者制造企業、其產品的電壓、功率各不相同;
■ 即使是產品比較單一的企業,也需要對產品進行OVP、OCP、OPP的測試。
綜合以上,對電源的電壓、電流、功率的范圍需求也就出來了、在綜合考慮預算與設備投資回報的基礎上、我們很容易選用一款或者幾款電源來滿足我們的測試需求;很多時候,我們往往會選擇電源的組合來降我們的投入、滿足我們的需求、如:低壓@大電流+高壓@小電流+中壓@大功率。
2、串、并聯運行需求的確定
■ 如果需要比單個電源更大的輸出電流,我們可以并聯多個電源實現,通過總線進行主從控制來確保系統的整體性能符合只有一個電源時的參數規格:
■ 并聯電源時、采用同型號機型進行并聯,所有控制通過主機電源進行的、總電流是每個電源輸出的電流值之和;
如果需要比單個電源更大的輸出電壓、可將直流電源串聯使用:(將一個電源的正極與另一個電源的負極相連接即可將多個電源串聯起來,首尾剩下的正負極即是串聯后的電源的正負極:)
■ 全天科技的可編程直流電源、在串聯運行時、可以進行主從機控制、在主從機控制的情況下、通過設定主機即可輸出設定的參數。
■ 在此模式下電壓會均會到主從機控制的所有電源:如:5臺串聯時、在主從機控制模式下,如果需要輸出電壓為50Vdc,則毎臺的輸出電壓為10Vdc;所有控制通過主機進行,總電壓不可以超出1OOOVdc。
3、通訊與控制要求
■ 在應用時、很多時候、我們需要集成到系統,通過工控機控制,此時,就需要與工控機進行通訊;那么,你就需要選擇有通訊接口的電源;在一個系統中、其他設備也有通訊的要求,而一般情況下,工控機的通訊接口會是多樣化的、這也需要集成到系統中的各個設備能提供不同的通訊接口可以選擇;系統中各個設備的通訊接口、需要根據工控機與設備的通訊接口進行協調使用,以實現運行效果好、設備投入低;(全天科技可編程直流電源標配4種通訊接口: RS232、 RS485、LAN, USB, 2U機型可選配GPIB)。
■ 在一些應用中,需要使用模擬量來進行控制。此時,則需要電源有模擬量控制接口,通過這樣的接口,可以通過弱的電壓、電流、電阻信號來設置與控制直流輸出電壓、電流等。(全天科技可編程直流電源同時可以提供Webserver遠程控制功能,可通過電腦用Web控制直流輸出電壓、電流等)。
4、瞬態響應
■ 瞬態響應是衡量電源應對電流需求變化或跟隨負載阻抗變化的能力的一個指標。對于許多應用來說,這都是一個重要的規格參數;
當輸出電流需求在短時間內大幅增大或減小時,輸出電壓也可能會大幅降低或升高,電源的內部電壓控制回路會努力將輸出電壓穩定在其設定值處,但這種響應并非瞬間進行的;
■ 要想提高瞬態響應速度,有時就不得不忍受更大的紋波和噪聲;在可編程電源中、內部電壓控制回路和輸出濾波器是互相制約的;
大輸出濾波器限制紋波和噪聲、但降低電源對快速變化負載的響應速度。而超快的內部電壓控制回路則縮短瞬態響應時間,但可能會產生過沖或下沖、由此損壞被測物;
■ 電動工具測試就是一種瞬態響應的典型應用案例,該應用使用直流電源來模擬電動工具的內部電池;當電動工具電機啟動時、電流就會急劇增大;
■ 而在測試汽車中使用的繼電器和保險絲時,情況又完全不同??删幊讨绷麟娫幢仨氃诟哌_30Vdc的電壓下提供大電流、而且通常需要5kW至10kW的功率。在測試過程中、過大的直流輸出電壓過沖會造成繼電器或保險絲損壞。為避免這種情況,所使用的電源要能夠控制直流輸出電流瞬間從零變化到最大值或者從最大值變化到零。
5、紋波
■ 在選擇直流電源時,紋波是一個需要考慮的重要參數,紋波是指直流電中的交流成分、紋波越小、輸出就越平穩,噪音就越小,電源的輸出質屋就越好。紋波分為電壓紋波和電流、其中電壓紋波有峰蟑值(mVp-P)和有效值(mVrms)兩種標識方式。需要注意是的、客戶在提出紋波需求時,需要了解客戶是峙峰值還是有效值^
6、精度
■ 精度是指電源輸出電壓、電流能達到的準確度,是指實際輸出的電壓、電流值與設定值的偏差,是選擇直流電源的另一個需要考慮的參數。精度多用一個百分比加一個固定量來表示、例如0.05%+15mV。精度跟所實際設定的電壓、電流值有關系。設定的電壓、電流值越小,實際電壓、電流值偏差越小;反之就越大。
7、溫度系數
■ 溫度系數是由電源所選擇的元器件及材料來決定的,電源在運行,特別是長時間運行時,機器內部溋度會升高,溫度的升高會引起電源紋波、精度、響應時間等發生變化,影響電源的性能。溫度系數的單位是Ppm/℃(百萬分之一),數值越小,說明溫度引起的變化越小,輸出越穩定。在產品老化和產線測試的應用中,因為本身周邊的溫度就較高,電源運行時間較長、這些應用對溫度系數就有更高的要求。
8、負載調整率
■ 可編程電源的另一個重要參數是負載調整率;它指的是因被測件的電流需求變化導致輸出電壓偏離其設定值的百分比;正常情況下該效應的影響應該很小。
9、線性調整率
■ 線路調整率指因交流輸入線路電壓變化所導致的直流輸出電壓或電流變化百分比;該參數在輸入線路電壓不穩定時非常重要。
10、斜率
■ 通常輸出電壓斜率(上升和下降時間)也是需要重點考慮的一個參數;為改善紋波和噪聲參數,可編程直流電源的輸出濾波器使用大電容來儲存大量能里;其充電、放電時間以及被測物的電流需求很大程度上共同決定了電源的電壓斜率;
■ 直流輸出下降時間、不僅依賴于可編程直流電源輸出的內部LCR濾波器網絡,而且還依賴于所連接的被到物的測試要求;如果僅通過被測物的電流消耗,尤其是被測物與電源電流容量相比相對較低,或者空載測試時,要把輸出電容器內儲存的所有能量都通過被測物"釋放"出來可能耗費數秒時間;全天科技的可編程直流電源在此方面取得專利,利用特殊電路進行能里消散,提升斜率參數,減少測試時間;
■ 另外,改善斜率的一種方法是選擇一款具有更離直流輸出范圍的可編程電源;假如被測物是電動工具,并且僅需要20Vdc的電應就能滿足所有測試應用要求,則建議選用一款40Vdc的電源、但限壓輸出僅使用最高20Vdc的輸出電壓,這是因為40Vdc電源所需要的輸出電容會比20Vdc可編程電源所需要的電容要小很多,由此造成兩種電源從0V升至20Vdc或40Vdc所需的上升時間是一樣的,即、從上升時間(單位:V/ms)來看,40Vdc電源的上升速度將會快1倍。
11、拉載性能
■ 在部分應用中,電源抗沖擊電源的拉載性能也是一個主要的考慮因素,如針對感性、容性測試物的測試時被測試物通電瞬間所吸收的輸入電流非常大(如空調壓縮機啟動瞬間、電機啟動瞬間、電機堵轉時),此時需要根據被測物的特性來確定電源的電流(功率)。
12、補償功能
■ 此功能是用于補償線壓降,在所有的應用中,電源直流輸出接口與線級會存在線電壓降,并且從電源直流輸出電路到電源直流輸出對外接口也同樣會存在線壓降;此時,連接電源電壓遠端補償線至被測物連接位置、即可補償線壓降,提升測試精確度與準確度。
13、恒流模式
■ 雖然大多數電源都在恒壓模式下工作,但也有許多應用需要在恒流模式下使用直流電源。當運行于恒流模式下時,較需要的是電流控制精度,不必注意輸出電壓設定值精度和分辨率,并且輸出電壓紋波和噪聲也沒有輸出電流紋波和嗓聲那么重要、
14、穩定可靠性
■ 穩定性是衡量電源輸出電壓或電流長期漂移的一個指標;
■ 在LED電源老化測試中,可編程電源長期處于運行狀態,在此測試中,需要電源能長時間穩定可靠的工作;穩定性主要用百萬分率或ppm表示。
15、預算
■ 在電源的選擇過程中,預算是必須考慮的一個重要因素,考慮不同參數要求的電源產品的組合來減少投入;同時,可以考慮串、并聯的方式來擴容、增加電源需求的廣度。