怎樣為自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)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(chǎn)的一些直流電源還支持固態(tài)激光應(yīng)用。這些是輸出電流擺率高達(dá)400A/ms的電流源。

　　將電子負(fù)載與電源串聯(lián)起來(lái)、并將電子負(fù)載用作電流調(diào)制器可以實(shí)現(xiàn)更快的電流擺率。這種組合允許電流擺率高達(dá)6000A/ms。

　　負(fù)載調(diào)整率

　　可編程電源的另外一個(gè)重要參數(shù)是負(fù)載調(diào)整率，它是指由于待測(cè)設(shè)備電流需求變化引起的輸出電壓距設(shè)置點(diǎn)變化的百分比。正常情況下這種效應(yīng)應(yīng)該是非常小的(不到設(shè)定輸出電壓的0.01%)。

　　圖6:作為負(fù)載變化函數(shù)的輸出電壓的變化百分比

　　線路調(diào)整率

　　線路調(diào)整率規(guī)定了作為交流輸入線路電壓函數(shù)的直流輸出電壓或電流的變化百分比。當(dāng)輸入線路電壓不穩(wěn)定時(shí)，這個(gè)參數(shù)就顯得尤其重要。

　　圖7:線路調(diào)整率對(duì)輸出電壓的影響。

　　穩(wěn)定性

　　穩(wěn)定性衡量的是電源輸出電壓或電流的長(zhǎng)期漂移性能。

　　磁盤(pán)測(cè)試就是一種典型的應(yīng)用。在這種應(yīng)用中，可編程電源當(dāng)作是處于恒流模式的電流源。對(duì)于這種測(cè)試來(lái)說(shuō)，用戶需要確保磁通量值在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中是不變的。因此電源必須將直流輸出電流設(shè)定為一個(gè)特定值，并在測(cè)試期間保持這個(gè)值不變。穩(wěn)定性單位一般是百萬(wàn)分之一(ppm)。

　　并聯(lián)工作

　　如果你需要的輸出電流比單個(gè)電源能夠提供的還要大，將多個(gè)電源輸出并聯(lián)起來(lái)使用是常規(guī)的解決方案。AMETEK可編程電源公司提供專門(mén)的控制總線用于電源并聯(lián)。這種專用總線的好處是，并聯(lián)電源的總性能仍然能夠滿足為單個(gè)電源提出的原始規(guī)范要求。系統(tǒng)自己可以完成配置，并確定哪個(gè)單元是主，哪些單元是從。在連接快速瞬變待測(cè)設(shè)備時(shí)，通常推薦在每個(gè)電源的正輸出線上使用保護(hù)阻塞二極管。

　　當(dāng)以這種方式并聯(lián)電源時(shí)，你可以使用具有不同電流范圍的電源，但所有電源應(yīng)該具有相同的輸出電壓范圍。所有人工控制或遠(yuǎn)程控制都是通過(guò)主單元完成的。任何檢測(cè)線都只連接主單元。記住，總電流是每個(gè)單獨(dú)電源上顯示的電流值之和。一些先進(jìn)的型號(hào)，如Sorensen SGI系列，可以計(jì)算和顯示總的系統(tǒng)電流。

　　圖8:并聯(lián)電源在測(cè)試中的應(yīng)用。

　　串聯(lián)工作

　　為了提供比單個(gè)電源可以提供的更高的輸出電壓，可以將直流電源串聯(lián)起來(lái)使用。你全部要做的是將每個(gè)電源的正極連接到另外一個(gè)電源的負(fù)極。

　　雖然這個(gè)做法正確，不過(guò)有些限制。每個(gè)可編程電源都有電壓隔離指標(biāo)，一個(gè)是相對(duì)機(jī)箱隔離負(fù)的數(shù)值，一個(gè)是相對(duì)機(jī)箱隔離正的數(shù)值。需要確保不超過(guò)這些電壓值。

　　第二個(gè)限制是在串聯(lián)工作時(shí)，不存在主單元或從單元。這意味著每個(gè)電源需要單獨(dú)進(jìn)行編程。當(dāng)使用遠(yuǎn)程控制方法時(shí)，所有接口都需要通過(guò)光耦進(jìn)行電流隔離。大多數(shù)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(wǎng)。

　　模擬編程

　　直流可編程電源通常提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的隔離型模擬接口。通過(guò)這個(gè)模擬接口可以設(shè)置電源的直流輸出電壓、電流和過(guò)壓保護(hù)(OVP)。這些值通過(guò)提供一個(gè)電壓信號(hào)、一個(gè)電流信號(hào)或?qū)⒁粋€(gè)電阻連接到模擬輸入端進(jìn)行控制。

　　舉例來(lái)說(shuō)，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(jiān)視信號(hào)線和控制線，可以讓你在毫秒反應(yīng)時(shí)間內(nèi)使能或終止電源。

　　本地和遠(yuǎn)程檢測(cè)

　　許多直流電源可以被配置為本地或遠(yuǎn)程檢測(cè)。為了進(jìn)行更加精確的輸出電壓設(shè)置，應(yīng)該使用遠(yuǎn)程檢測(cè)。在這種模式中，你可以檢測(cè)電源連接負(fù)載處的電壓。這種方法會(huì)補(bǔ)償引線上的壓降。

　　如果檢測(cè)線很長(zhǎng)，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(yuǎn)程檢測(cè)通?？梢匝a(bǔ)償比規(guī)定大得多的壓降。使用遠(yuǎn)程檢測(cè)可能出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題是，當(dāng)電源線上的壓降較高時(shí)瞬態(tài)響應(yīng)可能較慢，但通常這不是個(gè)問(wèn)題。

　　恒流模式

　　雖然大多數(shù)電源用在恒壓模式，但也有許多應(yīng)用要求直流電源工作在恒流模式。當(dāng)工作在恒流模式時(shí)，一些功能或規(guī)格參數(shù)是不可用的。例如在恒流模式下，遠(yuǎn)程檢測(cè)就不再是考慮事項(xiàng)，輸出電壓設(shè)定點(diǎn)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(qū)動(dòng)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(zhuǎn)換是自動(dòng)的。一旦電流需求超過(guò)設(shè)定的電流極限，直流電源就會(huì)向下調(diào)整電壓以匹配設(shè)定的電流極限，并使輸出電流保持恒定。

　　浪涌電流

　　對(duì)一些應(yīng)用來(lái)說(shuō)，浪涌電流是一個(gè)重點(diǎn)考慮因素。浪涌電流是第一次開(kāi)機(jī)時(shí)電子設(shè)備抽取的瞬態(tài)輸入電流。像電機(jī)和電源轉(zhuǎn)換器等一些負(fù)載會(huì)抽取很大的浪涌電流。因此電源需要通過(guò)調(diào)整以適應(yīng)這種浪涌電流。

　　數(shù)字控制和測(cè)量

　　一般來(lái)說(shuō)，可編程電源的輸出電壓和電流可以通過(guò)數(shù)字接口實(shí)現(xiàn)最精確的設(shè)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(wǎng)。

　　圖9:通過(guò)順序編程創(chuàng)建的快速輸出電流曲線支持熔絲額定值測(cè)試。

　　除了硬件外，大多數(shù)直流電源公司還提供相關(guān)的軟件，幫助你方便地將直流電源集成進(jìn)你的系統(tǒng)中。例如，AMETEK隨每個(gè)電源都提供IVI驅(qū)動(dòng)程序，電源可以用標(biāo)準(zhǔn)的SCPI命令進(jìn)行編程。這樣就使得系統(tǒng)編程和系統(tǒng)集成簡(jiǎn)單得多。

　　附件和支持

　　在選擇電源時(shí)附件的多少也是一個(gè)重要的考慮因素。例如，如果你計(jì)劃用機(jī)架安裝電源，那就要檢查你的電源是否帶機(jī)架安裝附件。購(gòu)買(mǎi)現(xiàn)成的機(jī)架安裝套件總是比你自己做一套要便宜得多。

　　本文小結(jié)

　　在選擇直流可編程電源時(shí)，有許多參數(shù)需要考慮。電氣參數(shù)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(jìn)去，你就能為你的應(yīng)用作出最佳的選擇。