怎樣為自動化測試系統(tǒng)選擇合適的直流電源

　　典型的輸出電流擺率是45A/ms。AMETEK可編程電源公司生產(chǎn)的一些直流電源還支持固態(tài)激光應(yīng)用。這些是輸出電流擺率高達400A/ms的電流源。

　　將電子負載與電源串聯(lián)起來、并將電子負載用作電流調(diào)制器可以實現(xiàn)更快的電流擺率。這種組合允許電流擺率高達6000A/ms。

　　負載調(diào)整率

　　可編程電源的另外一個重要參數(shù)是負載調(diào)整率，它是指由于待測設(shè)備電流需求變化引起的輸出電壓距設(shè)置點變化的百分比。正常情況下這種效應(yīng)應(yīng)該是非常小的(不到設(shè)定輸出電壓的0.01%)。

　　圖6:作為負載變化函數(shù)的輸出電壓的變化百分比

　　線路調(diào)整率

　　線路調(diào)整率規(guī)定了作為交流輸入線路電壓函數(shù)的直流輸出電壓或電流的變化百分比。當輸入線路電壓不穩(wěn)定時，這個參數(shù)就顯得尤其重要。

　　圖7:線路調(diào)整率對輸出電壓的影響。

　　穩(wěn)定性

　　穩(wěn)定性衡量的是電源輸出電壓或電流的長期漂移性能。

　　磁盤測試就是一種典型的應(yīng)用。在這種應(yīng)用中，可編程電源當作是處于恒流模式的電流源。對于這種測試來說，用戶需要確保磁通量值在整個測試過程中是不變的。因此電源必須將直流輸出電流設(shè)定為一個特定值，并在測試期間保持這個值不變。穩(wěn)定性單位一般是百萬分之一(ppm)。

　　并聯(lián)工作

　　如果你需要的輸出電流比單個電源能夠提供的還要大，將多個電源輸出并聯(lián)起來使用是常規(guī)的解決方案。AMETEK可編程電源公司提供專門的控制總線用于電源并聯(lián)。這種專用總線的好處是，并聯(lián)電源的總性能仍然能夠滿足為單個電源提出的原始規(guī)范要求。系統(tǒng)自己可以完成配置，并確定哪個單元是主，哪些單元是從。在連接快速瞬變待測設(shè)備時，通常推薦在每個電源的正輸出線上使用保護阻塞二極管。

　　當以這種方式并聯(lián)電源時，你可以使用具有不同電流范圍的電源，但所有電源應(yīng)該具有相同的輸出電壓范圍。所有人工控制或遠程控制都是通過主單元完成的。任何檢測線都只連接主單元。記住，總電流是每個單獨電源上顯示的電流值之和。一些先進的型號，如Sorensen SGI系列，可以計算和顯示總的系統(tǒng)電流。

　　圖8:并聯(lián)電源在測試中的應(yīng)用。

　　串聯(lián)工作

　　為了提供比單個電源可以提供的更高的輸出電壓，可以將直流電源串聯(lián)起來使用。你全部要做的是將每個電源的正極連接到另外一個電源的負極。

　　雖然這個做法正確，不過有些限制。每個可編程電源都有電壓隔離指標，一個是相對機箱隔離負的數(shù)值，一個是相對機箱隔離正的數(shù)值。需要確保不超過這些電壓值。

　　第二個限制是在串聯(lián)工作時，不存在主單元或從單元。這意味著每個電源需要單獨進行編程。當使用遠程控制方法時，所有接口都需要通過光耦進行電流隔離。大多數(shù)直流電源提供許多隔離型接口，包括模擬接口、RS-232、RS-485和以太網(wǎng)。

　　模擬編程

　　直流可編程電源通常提供一個標準的隔離型模擬接口。通過這個模擬接口可以設(shè)置電源的直流輸出電壓、電流和過壓保護(OVP)。這些值通過提供一個電壓信號、一個電流信號或?qū)⒁粋€電阻連接到模擬輸入端進行控制。

　　舉例來說，你可以使用PLC的模擬輸出控制電源的輸出電壓?；蛘吣憧梢允褂脽崦綦娮杩刂齐娫吹妮敵?。另外還提供電壓與電流監(jiān)視信號線和控制線，可以讓你在毫秒反應(yīng)時間內(nèi)使能或終止電源。

　　本地和遠程檢測

　　許多直流電源可以被配置為本地或遠程檢測。為了進行更加精確的輸出電壓設(shè)置，應(yīng)該使用遠程檢測。在這種模式中，你可以檢測電源連接負載處的電壓。這種方法會補償引線上的壓降。

　　如果檢測線很長，建議使用屏蔽線纜，以避免任何可能疊加到主直流輸出上的干擾。遠程檢測通?？梢匝a償比規(guī)定大得多的壓降。使用遠程檢測可能出現(xiàn)的一個問題是，當電源線上的壓降較高時瞬態(tài)響應(yīng)可能較慢，但通常這不是個問題。

　　恒流模式

　　雖然大多數(shù)電源用在恒壓模式，但也有許多應(yīng)用要求直流電源工作在恒流模式。當工作在恒流模式時，一些功能或規(guī)格參數(shù)是不可用的。例如在恒流模式下，遠程檢測就不再是考慮事項，輸出電壓設(shè)定點精度和分辨率也是。重要的是精確的電流控制。輸出電壓紋波和噪聲也不像輸出電流紋波和噪聲那樣重要。

　　在恒流模式中，模擬控制可以驅(qū)動變化速度至少是電壓變化100倍的電流變化。從電壓模式到電流模式的轉(zhuǎn)換是自動的。一旦電流需求超過設(shè)定的電流極限，直流電源就會向下調(diào)整電壓以匹配設(shè)定的電流極限，并使輸出電流保持恒定。

　　浪涌電流

　　對一些應(yīng)用來說，浪涌電流是一個重點考慮因素。浪涌電流是第一次開機時電子設(shè)備抽取的瞬態(tài)輸入電流。像電機和電源轉(zhuǎn)換器等一些負載會抽取很大的浪涌電流。因此電源需要通過調(diào)整以適應(yīng)這種浪涌電流。

　　數(shù)字控制和測量

　　一般來說，可編程電源的輸出電壓和電流可以通過數(shù)字接口實現(xiàn)最精確的設(shè)定，并且具有最高的分辨率。如前所述，直流電源通常提供許多不同種類的接口，包括RS-232、RS-485、USB、GPIB、Modbus-TCP、Modbus-RTU和以太網(wǎng)。

　　圖9:通過順序編程創(chuàng)建的快速輸出電流曲線支持熔絲額定值測試。

　　除了硬件外，大多數(shù)直流電源公司還提供相關(guān)的軟件，幫助你方便地將直流電源集成進你的系統(tǒng)中。例如，AMETEK隨每個電源都提供IVI驅(qū)動程序，電源可以用標準的SCPI命令進行編程。這樣就使得系統(tǒng)編程和系統(tǒng)集成簡單得多。

　　附件和支持

　　在選擇電源時附件的多少也是一個重要的考慮因素。例如，如果你計劃用機架安裝電源，那就要檢查你的電源是否帶機架安裝附件。購買現(xiàn)成的機架安裝套件總是比你自己做一套要便宜得多。

　　本文小結(jié)

　　在選擇直流可編程電源時，有許多參數(shù)需要考慮。電氣參數(shù)可能是最重要的，但你還需要考慮外形尺寸、控制需求甚至附件的可用性。將所有這些因素考慮進去，你就能為你的應(yīng)用作出最佳的選擇。