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人們?cè)谶M(jìn)行電器電路模塊設(shè)計(jì)或給新產(chǎn)品定型時(shí),極少認(rèn)真考慮配套電源的選擇,直到發(fā)現(xiàn)問(wèn)題出在電源部分,才重新評(píng)估這個(gè)問(wèn)題。 為了對(duì)人們有所幫助,本文敘述了直流電源的參數(shù)定義以及對(duì)待測(cè)單元(UUT)或其它電路系統(tǒng)的潛在影響。 一、鑒別電源的基本依據(jù) 電壓和電流范圍,這是兩個(gè)最容易確定的指標(biāo),只要根據(jù)電路的功耗計(jì)算出即可。不過(guò)若僅用單一的直流電壓給UUT供電時(shí),應(yīng)考慮測(cè)試UUT的高、低供電電壓極值。 大多數(shù)固定電源允許輸出電壓±10%的范圍內(nèi)變化,如果這還不能滿足電路要求,可選用輸出可調(diào)的或允許更大變化范圍的電源。 1.工作模式 幾乎所有的直流電源都工作在恒壓源模式,也就是說(shuō)在整個(gè)電流變化范圍內(nèi)輸出電壓可保持不變。也有一批電源還可以在一定范圍內(nèi)工作在值流源模式。 電源輸出的變化范圍不駐受限于電源本身的電壓或電流輸出能力,而且還與電源工作狀態(tài)有關(guān),在自適應(yīng)模式,電源可在容量不變的前提下自動(dòng)調(diào)整電壓或電流的輸出范圍。 2.響應(yīng)時(shí)間 當(dāng)電源能夠遠(yuǎn)程搖控或電源是作為測(cè)試系統(tǒng)的一部分時(shí),那么從發(fā)出控制命令到電源輸出穩(wěn)定到希望值的延遲時(shí)間就是一個(gè)非常重要的因素(例如,打開(kāi)或改變電壓)。響應(yīng)時(shí)間從幾毫秒到幾十毫秒不等。少量的電源可有超過(guò)IV/us的快速轉(zhuǎn)換率。這些電源可用于制造大功率的任意波形發(fā)生器。 3.分辨率 技術(shù)參數(shù)限定的輸出電壓或電流的最小可調(diào)增量。有些電源在整個(gè)輸出范圍內(nèi)具有相同的分辨率,而有些在不同的輸出范圍內(nèi)分辨率各不相同。 二、電源的精度、擴(kuò)展和安全性 1.遙感特性 為了能精確地控制負(fù)載上的電壓或電流值,可通過(guò)一個(gè)獨(dú)立的傳感通道將電路的任何變化反饋回穩(wěn)壓電路,這樣就可校正UUT與電源之間的任何電壓下降的變化。 2.可程控性 有些電源通過(guò)改變直流電壓或電阻值使電源輸出具有可程控性。在某些應(yīng)用中,借助IEEE488或RS-232接口從設(shè)定好的程序中選擇不同的測(cè)試方案或不同的輸出電壓值。有部分電源還具有設(shè)置存儲(chǔ)能力,輸出的改變可通過(guò)程控或步進(jìn)操作來(lái)完成。 3.并聯(lián)或串聯(lián)工作 當(dāng)一個(gè)電源不能滿足所需的電壓或電流范圍時(shí),可將兩個(gè)或多個(gè)電源(或?qū)⑼浑娫吹牟煌敵觯┎⒙?lián)或串聯(lián)起來(lái)使用。在這種工作模式下,各電源模塊間的穩(wěn)壓和控制電路之間的聯(lián)系仍然存在,只不過(guò)一個(gè)電源作為主控方另一個(gè)電源作為受控方使用。 4.過(guò)載保護(hù) 因?yàn)橐粋(gè)電源要供給不同的電路使用,這些電路的電流的流量可能是未知的,為了避免對(duì)電源的損壞,需設(shè)置保護(hù)電路的范圍。 為電源加上保護(hù)二極管可以防止誤接外接電源的極性造成的損壞。熱也可用于防止由于電源持續(xù)工作在過(guò)載狀態(tài)或冷卻無(wú)效而燒壞電源。 三、造成損害的根源 1.脈動(dòng)與噪聲 理想的直流電源應(yīng)提供純凈的直流,然而總有一些干擾存在,比如在(SMPS)輸出端口疊加的脈動(dòng)電流和高頻振蕩。這兩種干擾再加上電源本身產(chǎn)生的尖峰噪聲使電源出現(xiàn)斷續(xù)和隨意的漂移(PARD)。 對(duì)線性電源,脈動(dòng)是最一般的表現(xiàn)形式,大小可由均方根電壓值或均方根占輸出電壓的百分比Vrms/Vout表示。對(duì)開(kāi)關(guān)電源,VPP表示方法更準(zhǔn)確些。然而線性開(kāi)關(guān)電源生產(chǎn)商一般會(huì)給出有效值和峰-峰差值這兩個(gè)值或者其中的任意一個(gè)。 2.穩(wěn)定度 當(dāng)線電壓或負(fù)載電流變化肘,直流電源的輸出電壓也會(huì)有所起伏。穩(wěn)壓程度由穩(wěn)壓電路的參數(shù)決定,參數(shù)是指濾波電容的容量和能量釋放的速率。 3.內(nèi)部阻抗 相對(duì)較大的電源內(nèi)阻對(duì)負(fù)載來(lái)講有兩點(diǎn)不利,首先是不利于負(fù)載穩(wěn)壓電路工作,更為不利的是負(fù)載電流的任何變化都會(huì)導(dǎo)致直流電源輸出的起伏,這種起伏對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響同脈沖與噪聲對(duì)測(cè)試結(jié)果造成的影響完全相同。 4.電源瞬態(tài)響應(yīng)或恢復(fù) 電源瞬態(tài)響應(yīng)和恢復(fù)時(shí)間的大小表明輸出負(fù)載突然變化時(shí),電源穩(wěn)壓電路恢復(fù)正常電壓能力的大小。有兩種參數(shù)來(lái)標(biāo)定電源瞬態(tài)響應(yīng)和恢復(fù):一是當(dāng)負(fù)載突然發(fā)生變化時(shí)輸出的偏離值;二是輸出恢復(fù)到原來(lái)值所用的時(shí)間。為統(tǒng)一起見(jiàn),一般在負(fù)載變化10%時(shí),用輸出偏離峰值電壓的毫優(yōu)數(shù)標(biāo)定輸出偏離量,用輸出恢復(fù)到正常值所用毫伏數(shù)標(biāo)定恢復(fù)時(shí)間。 |