在测试系统中如何选择DC系统电源

通常认为，测试系统要求使用线性电源，因为线性电源具有输出噪声低、快输出响应等优势。但是，精心设计的开关电源同样会实现优异的性能，可以与优秀的线性电源相媲美。电子产品的竞争格局正在不断变化，特别是通信和信息系统，这需要更高的DC功率和电流为其组件和器件供电。在选择系统DC电源时，更高的功率要求给测试带来了新的挑战。对更高功率的应用，由于体积、供货时间和成本，开关系统DC电源通常是首选。新一代开关系统DC电源可以达到线性电源的性能，同时提供更高的功率密度。在许多情况下，这可能是更好的整体选择，它可以节约机架空间，降低成本，同时满足性能需求。因此，根据要求、而不是根据电源的工作类型来选择电源，是最明智的方法。

　　线性DC电源结构
　　如图1所示，线性DC电源的概念和基本实现方式相对来说都非常简单：
　　1.变压器把AC电压转换成与要求的最大DC输出电压相一致的值。
　　2.AC电压被整流为DC电压。
　　3.大功率电解电容器滤波掉叠加在未稳压的DC电压上的大部分AC纹波电压。
　　4.串联的功率晶体管控制着未稳压的DC电压和稳压的DC输出电压之差。为正确稳压，在串联的晶体管中必需保持一些电压。
　　5.误差信号放大器比较输出电压与参考电压，在期望的设置上稳定输出。
　　6.最后，输出滤波电容器进一步降低AC输出噪声和纹波，降低输出阻抗，实现更加理想的纯电压源特点。

　　线性DC电源设计已经非常成熟，现在主要是逐渐增加效率和改善热量管理。在正确实现时，其简明配置具有以下的优点：对AC源和负载的变化具有快速的输出瞬态响应；低输出噪声和纹波；低电流共模噪声；在较低输出功率上非常经济 (在大约500W以下)
　　它存在的缺点主要有：功率效率差，在全部输出电压时一般不到60%，在更低的输出电压设置上，效率会进一步下降；物理尺寸大，重量高；在较高的功率上成本高 (在大约500W以上)。

　　传统的开关DC电源结构
　　图2所示的基本开关电源要复杂得多：
　　1，首先对AC输入进行整流和滤波，提供未稳压的高压DC，为下一步DC到DC转换电路供电；
　　2，功率晶体管开关将直流转换为20 kHz ～ 50 kHz高压高频 AC脉冲；
　　3，根据输出电压的要求选择适当线匝比率的AC脉冲电压变压器；
　　4，这个变压器将AC脉冲电压整流成脉冲 DC电压；
　　5，LC (电感器／电容器)输出滤波器把脉冲DC电压平均成电源输出上的连续DC电压；
　　6，与线性电源一样，误差信号放大器比较DC输出电压与参考电压，在期望的设置上稳定输出；
　　7，调制器电路把误差信号放大器信号转换成高频脉宽调制的波形，驱动开关电源晶体管。
　　传统开关DC电源所具有的优点如下：功率转换效率高，一般达到80% ；对于较高功率可以做得体积小，重量轻；成本比较低，特别是在较高功率时。
　　传统开关DC电源存在的缺点是：高输出噪声和纹波；高共模电流噪声；对AC源和DC输出负载变化响应慢。
　　传统开关DC电源性能在很大程度上是针对成本、效率和体积优化的结果，而这几个方面正是线性 DC电源所缺乏的。在正确优化时，开关 DC电源可以与线性DC电源有效地展开竞争。