怎樣為自動化測試系統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的一些直流電源還支持固態激光應用。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起來、并將電子負載用作電流調制器可以實現更快的電流擺率。這種組合允許電流擺率高達6000A/ms。

　　負載調整率

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

　　圖6:作為負載變化函數的輸出電壓的變化百分比

　　線路調整率

　　線路調整率規定了作為交流輸入線路電壓函數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定時，這個參數就顯得尤其重要。

　　圖7:線路調整率對輸出電壓的影響。

　　穩定性

　　穩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用。在這種應用中，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定為一個特定值，并在測試期間保持這個值不變。穩定性單位一般是百萬分之一(ppm)。

　　并聯工作

　　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起來使用是常規的解決方案。AMETEK可編程電源公司提供專門的控制總線用于電源并聯。這種專用總線的好處是，并聯電源的總性能仍然能夠滿足為單個電源提出的原始規范要求。系統自己可以完成配置，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電流。

　　圖8:并聯電源在測試中的應用。

　　串聯工作

　　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值，一個是相對機箱隔離正的數值。需要確保不超過這些電壓值。

　　第二個限制是在串聯工作時，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。

　　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、一個電流信號或將一個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。或者你可以使用熱敏電阻控制電源的輸出。另外還提供電壓與電流監視信號線和控制線，可以讓你在毫秒反應時間內使能或終止電源。

　　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置，應該使用遠程檢測。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。遠程檢測通常可以補償比規定大得多的壓降。使用遠程檢測可能出現的一個問題是，當電源線上的壓降較高時瞬態響應可能較慢，但通常這不是個問題。

　　恒流模式

　　雖然大多數電源用在恒壓模式，但也有許多應用要求直流電源工作在恒流模式。當工作在恒流模式時，一些功能或規格參數是不可用的。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換是自動的。一旦電流需求超過設定的電流極限，直流電源就會向下調整電壓以匹配設定的電流極限，并使輸出電流保持恒定。

　　浪涌電流

　　對一些應用來說，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備抽取的瞬態輸入電流。像電機和電源轉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整以適應這種浪涌電流。

　　數字控制和測量

　　一般來說，可編程電源的輸出電壓和電流可以通過數字接口實現最精確的設定，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。

　　圖9:通過順序編程創建的快速輸出電流曲線支持熔絲額定值測試。

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

　　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

　　在選擇直流可編程電源時，有許多參數需要考慮。電氣參數可能是最重要的，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，你就能為你的應用作出最佳的選擇。