如何为自动化测试系统选择合适的直流电源

时间：09-02 来源：互联网点击：

摆率

下一个需要考虑的规格参数是直流输出电压的压摆率(上升和下降时间)。为了改善纹波和噪声性能，直流可编程电源的输出滤波器中会使用存储大量能量的大电容。这个滤波器的充放电时间和待测设备的电流需求是决定电源压摆率的主要因素。压摆率基本上与所连的待测设备无关。

对于大多数AMETEK电源来说，直流输出上升时间对大部分应用而言是足够快的。只需考虑直流输出下降时间。下降时间不仅取决于可编程电源直流输出端的内部LCR滤波网络，而且取决于所连接的待测设备。如果与电源电流容量相比待测设备抽取的电流相对较小，那么输出电容中存储的能量在通过待测设备耗尽之前可能要花很长的时间。如果待测设备的最小电流要求至少是电源容量的60%，那么存储的能量将立即释放掉，输出电压的下降时间是最短的。虽然如此，在大多数情况下直流输出下降时间都要比直流输出上升时间慢两到三倍。

改善直流输出上升时间的一种方法是选择具有更高直流输出范围的可编程电源。例如，如果待测设备是与汽车相关的设备，一个30VDC的电源可以覆盖所有测试应用，那就选择一个60VDC的可编程电源，但只使用到30VDC。这样做的理由是60VDC电源的输出电容要比30VDC可编程电源的输出电容小很多。两种电源的输出电压从0V到满刻度的时间是相等的。换句话说，当观察单位为V/ms的上升时间时，60VDC电源的上升时间要比30VDC电源快一倍。

为了改善直流输出下降时间，可以在待测设备或电源的直流输出端并联一个预负载。不过要确保预负载和待测设备加在一起的总电流需求至少要达到可编程电源电流能力的65%。这个方法要求电源提供更多的功率，因为在相同输出电流条件下要求更大的直流输出电压范围。

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。

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