可編程電源簡介

一.什么是可編程電源?

可編程任意電源就是某些功能或參數(shù)可以通過計(jì)算機(jī)軟件編程控制的電源。比如設(shè)置輸出電壓是多少，最大輸出電流是多少，超過這個值則不能正常供電等等。例如，當(dāng)超過最大輸出電壓的時候?yàn)楹懔鬏敵?，?dāng)超過最大輸出電流的時候，電源就變成了穩(wěn)壓源等等。“可編程”的意思是電源內(nèi)部主要功能通過上位機(jī)設(shè)定狀態(tài)字實(shí)現(xiàn)可控，大部分的電源是通過串口連接的?？赏ㄟ^通訊規(guī)約，設(shè)定“最大電流、最大電壓、最大功率、實(shí)際電壓”等等?？删幊倘我怆娫吹闹饕笜?biāo)是編程時間，編程精度，編程分辨率等等。

二.電源的基本工作模式

電源的工作模式可分為恒壓輸出模式(CV)，恒流輸出模式(CC)，串聯(lián)模式，并聯(lián)模式。其中，在恒壓模式下，電源的輸出電流隨負(fù)載變化，以確保輸出電壓的恒定，在恒流模式下，電源的輸出電壓隨負(fù)載變化，以確保輸出電流的恒定。并聯(lián)模式或串聯(lián)模式的輸出連接必須獨(dú)立進(jìn)行，而且一臺電源設(shè)備的輸出也可以連接另外一臺電源設(shè)備的輸出。為了獲取更大的輸出電壓，可采取串聯(lián)模式，為了獲取更大的輸出電流，可采取并聯(lián)模式。

1)串聯(lián)模式在串聯(lián)模式下，由于電壓相加(或相減)，最大電流由設(shè)定值最小的電源設(shè)備決定，因而此時所有設(shè)備的電流都相等。

2)并聯(lián)模式為了提高輸出的總電流大小，可采取并聯(lián)方式。此時所有設(shè)備的輸出電壓都相同，大小由額定輸出電壓最低的電源設(shè)備決定，總電流為各并聯(lián)支路的電流之和。 如果所采用的電源設(shè)備規(guī)格相同，則在并聯(lián)時請檢查各電源設(shè)備上分配的電流是否平均，由于并聯(lián)時流過各電源設(shè)備的電流大小相同，如果使用了其他類型的電源設(shè)備，在沒有過載保護(hù)的條件下，此類電壓可能會被電流損壞。

三.可編程電源的作用

1、跟蹤功能 在某些可編程任意電源中，有一種通道間聯(lián)動的功能，即跟蹤功能。跟蹤功能指所有的輸出同時被控制，并且通過保持電壓與事先設(shè)定的電壓一致，使它們都服從統(tǒng)一指揮。例如：如果電壓1從10V變?yōu)?2V，則電壓2和3將隨之從5V變?yōu)?V，電壓4隨之從20V變?yōu)?4V。但是，如果其中一個處于領(lǐng)導(dǎo)位置的輸出的最大電流存在極限值，而且輸出電流達(dá)到該極限值時，則所有其他處于從屬地位的輸出電流也同時進(jìn)入限流狀態(tài)。如果設(shè)備中安裝了電子保險絲，則到達(dá)該極限值的輸出將被斷開，進(jìn)而其他處于從屬位置的輸出也全部被斷開。

2、感應(yīng)(SENSE)模式——補(bǔ)償導(dǎo)線本身電阻 在普通模式下，電壓通過導(dǎo)線直接加載在負(fù)載上，從而保持負(fù)載電壓的穩(wěn)定。由于負(fù)載電流會在連接導(dǎo)線上產(chǎn)生壓降，因而實(shí)際負(fù)載電壓應(yīng)等于電源輸出電壓減去該壓降。Vload = Vout - Vcable(1)Vcable = Iload × Rcable(2)在一些輸出為低電壓、大電流的場合，電源的輸出連接導(dǎo)線上形成的壓降已不能忽略。如電源設(shè)定輸出為3.3V/1A，假設(shè)輸出線的電阻是0.3歐，就會在導(dǎo)線上形成0.3V的壓降，那么實(shí)際到達(dá)的電壓變?yōu)?.0V，這足以導(dǎo)致被供電的單元不能正常工作。類似于萬用表測電阻時的四線測量法，我們需要對導(dǎo)線壓降進(jìn)行補(bǔ)償。為此，可使用SENSE端子直接測量負(fù)載兩端電壓。由于SENSE導(dǎo)線中的電流很小，因而產(chǎn)生的電壓降可以忽略，即電源設(shè)備感應(yīng)的電壓實(shí)際上就是真正的負(fù)載電壓，這樣電源設(shè)備將提高自己的輸出，使其等于導(dǎo)線壓降和所需負(fù)載電壓之和，從而實(shí)現(xiàn)對于導(dǎo)線壓降的補(bǔ)償，使負(fù)載真正獲得所設(shè)定電壓值。另外，有些電源加入了回讀功能也是為了補(bǔ)償導(dǎo)線本身電阻。

3、任意波形電源 有些可編程任意電源有任意波形編輯功能，即產(chǎn)生隨時間變化的波形，例如德國惠美公司的HM8143，它相當(dāng)于一臺固定點(diǎn)數(shù)(如1024點(diǎn))的任意波形發(fā)生器，即由固定對電壓與時間間隔參數(shù)、列表對應(yīng)產(chǎn)生，可生成低頻范圍內(nèi)用戶可自定義的波形，這個信號的頻率由每個點(diǎn)之間的時間間隔確定。任意信號以數(shù)字形式生成，而且定義起來相當(dāng)簡單。通常，一個任意波形信號可包括各種大小不同的振幅，經(jīng)過逐個處理后可以生成周期性重復(fù)波形。這些編程波形可以是單脈沖，也可以是重復(fù)連續(xù)的波形。編程輸出電壓，也可被外調(diào)制。信號在儀器規(guī)格允許的范圍內(nèi)可被自由定義，并可存儲于儀器中。此類信號可通過RS-232、IEEE-488或者USB接口進(jìn)行定義。

4、調(diào)制 某些可編程任意電源有外部調(diào)制功能，利用后面板上的端子，可對兩組輸出進(jìn)行調(diào)制。例如，德國惠美公司的HM8143，高達(dá)1V/μs的調(diào)制斜率和在任意模式下100μs最小脈沖寬度允許生成復(fù)雜的負(fù)載特征。無論功率大小，線性輸出組件的失真度都非常低，以便于進(jìn)行外部調(diào)制。

四.可編程電源發(fā)展史

發(fā)展史： 第一代：1969年~1972年，代表產(chǎn)品有 ·美國DEC公司的PDP-14/L ·日本立石電機(jī)公司的SCY-022 ·日本北辰電機(jī)公司的HOSC-20 第二代：1973年~1975年，代表產(chǎn)品有 ·美國GE公司的LOGISTROT ·德國SIEMENS公司的SIMATIC S3、S4系列 ·日本富士電機(jī)公司的SC系列 第三代：1976~1983年，代表產(chǎn)品有 ·美國GOULD公司的M84、484、584、684、884 ·德國SIEMENS公司的SIMATIC S5系列 ·日本三菱公司的MELPLAC-50、550 第四代：1983年~現(xiàn)在，代表產(chǎn)品有 ·美國GOULD公司的A5900 ·德國西門子公司的S7系列 發(fā)展方向： ·產(chǎn)品規(guī)模向兩極分化 ·處理模擬量 ·追求高可靠性 ·通訊接口和智能模塊 ·系統(tǒng)操作站配高分辨率的監(jiān)視器 ·追求軟、硬件標(biāo)準(zhǔn)化 。