怎样为自动化测试系统选择合适的直流电源

　　典型的输出电流摆率是45A/ms。AMETEK可编程电源公司生产的一些直流电源还支持固态激光应用。这些是输出电流摆率高达400A/ms的电流源。

　　将电子负载与电源串联起来、并将电子负载用作电流调制器可以实现更快的电流摆率。这种组合允许电流摆率高达6000A/ms。

　　负载调整率

　　可编程电源的另外一个重要参数是负载调整率，它是指由于待测设备电流需求变化引起的输出电压距设置点变化的百分比。正常情况下这种效应应该是非常小的(不到设定输出电压的0.01%)。

　　图6:作为负载变化函数的输出电压的变化百分比

　　线路调整率

　　线路调整率规定了作为交流输入线路电压函数的直流输出电压或电流的变化百分比。当输入线路电压不稳定时，这个参数就显得尤其重要。

　　图7:线路调整率对输出电压的影响。

　　稳定性

　　稳定性衡量的是电源输出电压或电流的长期漂移性能。

　　磁盘测试就是一种典型的应用。在这种应用中，可编程电源当作是处于恒流模式的电流源。对于这种测试来说，用户需要确保磁通量值在整个测试过程中是不变的。因此电源必须将直流输出电流设定为一个特定值，并在测试期间保持这个值不变。稳定性单位一般是百万分之一(ppm)。

　　并联工作

　　如果你需要的输出电流比单个电源能够提供的还要大，将多个电源输出并联起来使用是常规的解决方案。AMETEK可编程电源公司提供专门的控制总线用于电源并联。这种专用总线的好处是，并联电源的总性能仍然能够满足为单个电源提出的原始规范要求。系统自己可以完成配置，并确定哪个单元是主，哪些单元是从。在连接快速瞬变待测设备时，通常推荐在每个电源的正输出线上使用保护阻塞二极管。

　　当以这种方式并联电源时，你可以使用具有不同电流范围的电源，但所有电源应该具有相同的输出电压范围。所有人工控制或远程控制都是通过主单元完成的。任何检测线都只连接主单元。记住，总电流是每个单独电源上显示的电流值之和。一些先进的型号，如Sorensen SGI系列，可以计算和显示总的系统电流。

　　图8:并联电源在测试中的应用。

　　串联工作

　　为了提供比单个电源可以提供的更高的输出电压，可以将直流电源串联起来使用。你全部要做的是将每个电源的正极连接到另外一个电源的负极。

　　虽然这个做法正确，不过有些限制。每个可编程电源都有电压隔离指标，一个是相对机箱隔离负的数值，一个是相对机箱隔离正的数值。需要确保不超过这些电压值。

　　第二个限制是在串联工作时，不存在主单元或从单元。这意味着每个电源需要单独进行编程。当使用远程控制方法时，所有接口都需要通过光耦进行电流隔离。大多数直流电源提供许多隔离型接口，包括模拟接口、RS-232、RS-485和以太网。

　　模拟编程

　　直流可编程电源通常提供一个标准的隔离型模拟接口。通过这个模拟接口可以设置电源的直流输出电压、电流和过压保护(OVP)。这些值通过提供一个电压信号、一个电流信号或将一个电阻连接到模拟输入端进行控制。

　　举例来说，你可以使用PLC的模拟输出控制电源的输出电压。或者你可以使用热敏电阻控制电源的输出。另外还提供电压与电流监视信号线和控制线，可以让你在毫秒反应时间内使能或终止电源。

　　本地和远程检测

　　许多直流电源可以被配置为本地或远程检测。为了进行更加精确的输出电压设置，应该使用远程检测。在这种模式中，你可以检测电源连接负载处的电压。这种方法会补偿引线上的压降。

　　如果检测线很长，建议使用屏蔽线缆，以避免任何可能叠加到主直流输出上的干扰。远程检测通常可以补偿比规定大得多的压降。使用远程检测可能出现的一个问题是，当电源线上的压降较高时瞬态响应可能较慢，但通常这不是个问题。

　　恒流模式

　　虽然大多数电源用在恒压模式，但也有许多应用要求直流电源工作在恒流模式。当工作在恒流模式时，一些功能或规格参数是不可用的。例如在恒流模式下，远程检测就不再是考虑事项，输出电压设定点精度和分辨率也是。重要的是精确的电流控制。输出电压纹波和噪声也不像输出电流纹波和噪声那样重要。

　　在恒流模式中，模拟控制可以驱动变化速度至少是电压变化100倍的电流变化。从电压模式到电流模式的转换是自动的。一旦电流需求超过设定的电流极限，直流电源就会向下调整电压以匹配设定的电流极限，并使输出电流保持恒定。

　　浪涌电流

　　对一些应用来说，浪涌电流是一个重点考虑因素。浪涌电流是第一次开机时电子设备抽取的瞬态输入电流。像电机和电源转换器等一些负载会抽取很大的浪涌电流。因此电源需要通过调整以适应这种浪涌电流。

　　数字控制和测量

　　一般来说，可编程电源的输出电压和电流可以通过数字接口实现最精确的设定，并且具有最高的分辨率。如前所述，直流电源通常提供许多不同种类的接口，包括RS-232、RS-485、USB、GPIB、Modbus-TCP、Modbus-RTU和以太网。

　　图9:通过顺序编程创建的快速输出电流曲线支持熔丝额定值测试。

　　除了硬件外，大多数直流电源公司还提供相关的软件，帮助你方便地将直流电源集成进你的系统中。例如，AMETEK随每个电源都提供IVI驱动程序，电源可以用标准的SCPI命令进行编程。这样就使得系统编程和系统集成简单得多。

　　附件和支持

　　在选择电源时附件的多少也是一个重要的考虑因素。例如，如果你计划用机架安装电源，那就要检查你的电源是否带机架安装附件。购买现成的机架安装套件总是比你自己做一套要便宜得多。

　　本文小结

　　在选择直流可编程电源时，有许多参数需要考虑。电气参数可能是最重要的，但你还需要考虑外形尺寸、控制需求甚至附件的可用性。将所有这些因素考虑进去，你就能为你的应用作出最佳的选择。