何為“臺式電源”及其分類(lèi)

 

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或工作臺上，因此也稱(chēng)為“臺式電源”。在工程師或電路設計人員需要測試某個(gè)器件（一般稱(chēng)為被測器件DUT）時(shí)，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，那么就要調試并再次測試。

 

盡管臺式電源種類(lèi)繁多，但這些儀器在廣義上可以分成三大類(lèi)：?jiǎn)瓮ǖ篮投嗤ǖ离娫?，雙極電源和單極電源，線(xiàn)性電源和開(kāi)關(guān)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(gè)可控輸出，而多通道電源則有兩個(gè)或以上的輸出。多通道電源一般用來(lái)開(kāi)發(fā)同時(shí)采用數字電路和模擬電路或雙極電路的器件。

 

 

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(shù)上將連接到電源的引線(xiàn)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(lèi)的功率應用，但價(jià)格較高，使用起來(lái)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。

 

 

線(xiàn)性和開(kāi)關(guān)式臺式電源

 

線(xiàn)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(kāi)關(guān)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(kāi)關(guān)式電源通常用于功率密度成問(wèn)題的應用，比如要在很小的空間內獲得高得多的功率，而線(xiàn)性電源則用于要求為小的模擬電路供電的應用。

 

 

怎樣選擇適當的臺式電源

 

通過(guò)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(jìn)行測量。在購買(mǎi)臺式電源時(shí)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(cháng)測試或復雜測試時(shí)，手動(dòng)設置電壓值和電流極限會(huì )浪費寶貴的時(shí)間。幸運的是，大多數臺式電源帶有測試序列功能，支持基本編程能力。通過(guò)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(gè)設置的時(shí)間編程。這提供了一種簡(jiǎn)單的方式，可以運行擁有多個(gè)預定輸出電壓和時(shí)間的復雜測試，而又不用在臺式電源上手動(dòng)調節設置，操作人員可以把更多的時(shí)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(huì )按最大電壓和最大電流分類(lèi)。在尋找適當的電源方面，這無(wú)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(zhù)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：

 

 

在大多數情況下，如果用這個(gè)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，因為它補償了測試線(xiàn)的壓降。大多數標準3英尺左右的測試線(xiàn)的電阻約為50 mΩ (一對測試線(xiàn)約為100 mΩ)，因此在使用低電阻DUT時(shí)，測試線(xiàn)上的壓降會(huì )相當大。

 

尋找擁有相應響應時(shí)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(shí)間至關(guān)重要。響應時(shí)間是指臺式電源向上傾斜(上升時(shí)間)或向下傾斜(下降時(shí)間)到設定電壓所需的時(shí)間。注意響應時(shí)間經(jīng)常會(huì )隨著(zhù)負載變化。上升時(shí)間是指電源從10%的值上升到90%的值所用的時(shí)間。下降時(shí)間相反，是電源從90%的值下降到10%的值所用的時(shí)間。

 

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

 

怎樣使用臺式電源

 

臺式電源使用起來(lái)非常簡(jiǎn)單。這些儀器通過(guò)引線(xiàn)連接DUT，引線(xiàn)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(gè)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，電源根據用戶(hù)設置穩定輸出電壓；在CC模式下，電源穩定電流。電源在CV模式還是CC模式取決于用戶(hù)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(shí)點(diǎn)，電源穩定電壓或電流，并在儀器準確度范圍內與設置相匹配。

 

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(xiàn)：

 

 

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(gè)臺式電源，來(lái)提高可用的電壓或電流。

 

 

串聯(lián)操作：為提高電壓，把一個(gè)電源的正輸出連接到另一個(gè)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(gè)正輸出連接到DUT的一個(gè)端子上，把兩個(gè)負輸出連接到DUT的另一個(gè)端子上。

 

在組合輸出時(shí)，如果想使用遠程傳感功能，一定要翻閱電源使用說(shuō)明書(shū)。在某些配置下或在使用兩個(gè)不同電源時(shí)，遠程傳感功能可能會(huì )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 6½ 的數字分辨率，10nA 電流測量分辨率，顯示電壓圖和電流圖。

 

 

Series 2281動(dòng)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，根據電池充電過(guò)程生成電池模型，為任何類(lèi)型的電池建模。獨特的顯示畫(huà)面，顯示電池狀態(tài)，提供精密電源模式。

 

如需進(jìn)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的臺式電源，請與泰克專(zhuān)家聯(lián)系。

 

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