【導讀】PWR系列可編程交流電源具備強大的波形生成功能，輕松地產(chǎn)生復雜的瞬態(tài)波形，模擬輸出正常的交流電，也能模擬輸出電力線(xiàn)路干擾或電網(wǎng)失真等異常交流電，并且支持電氣參數量測。本文介紹如何選擇合適可編程交流電源滿(mǎn)足待測物測試需求。
摘要：
PWR系列可編程交流電源具備強大的波形生成功能，輕松地產(chǎn)生復雜的瞬態(tài)波形，模擬輸出正常的交流電，也能模擬輸出電力線(xiàn)路干擾或電網(wǎng)失真等異常交流電，并且支持電氣參數量測。本文介紹如何選擇合適可編程交流電源滿(mǎn)足待測物測試需求。
如今電子產(chǎn)品應用全球化，適應不同地區的各種類(lèi)型電網(wǎng)，即不僅能在正常電網(wǎng)環(huán)境下正常運行，而且能在非正常的非理想的電網(wǎng)環(huán)境下正常運行。因此電子產(chǎn)品研發(fā)、認證測試、品質(zhì)驗證等階段均需能夠模擬仿真多種類(lèi)型正常的或異常的交流電波形的可編程交流電源，即可編程交流電源具備強大的波形生成功能，輕松地產(chǎn)生復雜的瞬態(tài)波形，模擬輸出正常的交流電，也能模擬電力線(xiàn)路干擾或電網(wǎng)失真等異常交流電，并且支持電氣參數量測。目前可編程交流電源型號較多，選擇合適可編程交流電源，通常按照以下順序考量（圖1）：
評估可編程交流電源輸出功率
選擇合適的交流電源用于測試應用時(shí)，首先考慮待測物正常運行的電氣參數，包括電壓、電流、功率等，同時(shí)須考慮到待測物在輸入電壓出現波動(dòng)或者在不同工作模式下時(shí)可能出現的浪涌電流或者瞬態(tài)電流，通常這種電流的峰值會(huì )比待測物的額定工作電流大得多，如下圖1所示。尤其是不具備功率因數校正的開(kāi)關(guān)方式或整流器電源、電機等非線(xiàn)性電子設備的啟動(dòng)浪涌電流的最大峰值電流是其電流有效值的3到4倍，浪涌電流一般會(huì )出持續幾個(gè)周期到幾秒鐘，如圖2所示。根據交流電源支持的電流峰值因數來(lái)確交流電源是否提供待測物所需要的峰值電流。例如ZLG立功科技·致遠電子PWR系列可編程交流電源具備高波峰因子設備，波峰因子為3，輸出峰值電流是最大額定輸出電流的3倍。 通過(guò)評估待測物正常和異常運行的電氣參數和工作特性，可以初步確定目標可編程交流電源的輸出功率。
圖1，浪涌電流
圖2
在某些情況下，所使用的交流電源可能不能夠提供負載所需的全部浪涌電流。如果測試不是必須在這么高浪涌電流的條件下進(jìn)行測試，交流電源可以使用輸出電壓鉗位來(lái)限制輸出電流進(jìn)行測試。但是需要注意的是類(lèi)似整流器電源類(lèi)型的負載，交流電源使用輸出電壓鉗位來(lái)限制輸出電流將會(huì )導致被測設備的啟動(dòng)時(shí)間更長(cháng)；如果交流電源處于輸出限流狀態(tài)時(shí)不能夠提供適當水平的電壓和電流，將會(huì )導致被測設備無(wú)法正常啟動(dòng)或完全關(guān)閉。因此當浪涌電流是必備的測試條件時(shí)，那么必須選擇一個(gè)能夠提供全峰值浪涌電流的交流電源，這樣交流電源就不會(huì )存在輸出電流限制。
2. 評估可編程交流電源版本或系列
選擇可編程交流電源合適的版本或系列，首先須考慮待測物測試項目從而進(jìn)一步分析出可編程交流電源的必需功能和輔助功能。例如生產(chǎn)線(xiàn)品質(zhì)驗證電子產(chǎn)品待測物的電壓和頻率波動(dòng)適應能力，那么可編程交流電源具備常規電壓和頻率變動(dòng)功能即可，無(wú)需其他（高級）功能。如研發(fā)驗證電子產(chǎn)品待測物電壓暫時(shí)中斷和諧波抗擾能力，那么可編程交流電源必須具備pulse（線(xiàn)路仿真）和諧波合成功能。
其次選擇合適版本或系列可編程交流電源，既能滿(mǎn)足測試需求，又能符合采購預算，是十分關(guān)鍵的，是企業(yè)不斷提高經(jīng)營(yíng)效益的重要途徑。致遠電子為全方面滿(mǎn)足客戶(hù)多樣需求，發(fā)布兩個(gè)版本（標準版和專(zhuān)業(yè)版，如表2）可編程交流電源，標準版可編程交流電源配置常規功能，能滿(mǎn)足電子產(chǎn)品大部分常規測試；專(zhuān)業(yè)版可編程交流電源配置常規功能和高級功能，能滿(mǎn)足電子產(chǎn)品復雜的高級驗證測試。
表2，專(zhuān)業(yè)版和標準版可編程交流電源差異
3. 評估可編程交流電源其他要求
a) 調整率和失真
負載和線(xiàn)路調整率應該盡可能小，且失真低，即使在重載情況下或者供電的波動(dòng)情況下，仍然可以保證高質(zhì)量的輸出。調節性能不佳或者輸出波形的失真可能會(huì )導致實(shí)際測試條件不符合要求或者測試結果不正確，但是在現場(chǎng)不一定會(huì )發(fā)現這種測試異常是由于測試電源所引起的。此外負載調整率差的交流電源，輸出阻抗較高而且只具有低峰值電流能力，不能為待測物提供測試所需要的峰值電流，這導致更高的測試失敗率。另一個(gè)所需要考慮因素是負載響應時(shí)間，或者可編程交流電源響應負載的變化所需要的時(shí)間，具有快速負載響應時(shí)間的可編程交流電源一般都具有很低源阻抗和良好的負載調整率。
b) 用戶(hù)和測試系統接口
常規測試和系統集成均需求多種通信接口，以便對可編程交流電源監控和控制。例如PWR系列可編程交流電源提供多種通信接口，包括LAN、USB、RS232和GPIB，并且通信命令符合SCPI命令標準，可以通過(guò)其支持的通信接口中任意一種對交流變頻電源進(jìn)行遠程操作，可以簡(jiǎn)化測試系統的編程和集成，使其可以更方便地集成到測試系統中。
此外，我們還提供了上位機控制軟件 PWRController控制軟件交流變頻電源對進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，使得用戶(hù)的操作更加簡(jiǎn)便、實(shí)用。
c) 瞬態(tài)響應
瞬態(tài)響應是衡量可編程交流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(gè)指標。PWR系列可編程交流電源最快的響應時(shí)間＜150μs。當輸出電流需求在短時(shí)間內大幅減小或增大時(shí)，輸出電壓也可能會(huì )大幅降低或升高。電源的內部電壓控制回路會(huì )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(jìn)行的。要想提高瞬態(tài)響應速度，有時(shí)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(tài)響應時(shí)間，但可能會(huì )產(chǎn)生過(guò)沖或下沖，由此損壞待測物。
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