如何選擇合適可編程交流電源

如今電子產品應用全球化，適應不同地區(qū)的各種類型電網(wǎng)，即不僅能在正常電網(wǎng)環(huán)境下正常運行，而且能在非正常的非理想的電網(wǎng)環(huán)境下正常運行。因此電子產品研發(fā)、認證測試、品質驗證等階段均需能夠模擬仿真多種類型正常的或異常的交流電波形的可編程交流電源，即可編程交流電源具備強大的波形生成功能，輕松地產生復雜的瞬態(tài)波形，模擬輸出正常的交流電，也能模擬電力線路干擾或電網(wǎng)失真等異常交流電，并且支持電氣參數(shù)量測。目前可編程交流電源型號較多，選擇合適可編程交流電源，通常按照以下順序考量（圖1）：

1.   評估可編程交流電源輸出功率

選擇合適的交流電源用于測試應用時，首先考慮待測物正常運行的電氣參數(shù)，包括電壓、電流、功率等，同時須考慮到待測物在輸入電壓出現(xiàn)波動或者在不同工作模式下時可能出現(xiàn)的浪涌電流或者瞬態(tài)電流，通常這種電流的峰值會比待測物的額定工作電流大得多，如下圖1所示。尤其是不具備功率因數(shù)校正的開關方式或整流器電源、電機等非線性電子設備的啟動浪涌電流的最大峰值電流是其電流有效值的3到4倍，浪涌電流一般會出持續(xù)幾個周期到幾秒鐘，如圖2所示。根據(jù)交流電源支持的電流峰值因數(shù)來確交流電源是否提供待測物所需要的峰值電流。例如ZLG立功科技·致遠電子PWR系列可編程交流電源具備高波峰因子設備，波峰因子為3，輸出峰值電流是最大額定輸出電流的3倍。 通過評估待測物正常和異常運行的電氣參數(shù)和工作特性，可以初步確定目標可編程交流電源的輸出功率。

圖1 浪涌電流

在某些情況下，所使用的交流電源可能不能夠提供負載所需的全部浪涌電流。如果測試不是必須在這么高浪涌電流的條件下進行測試，交流電源可以使用輸出電壓鉗位來限制輸出電流進行測試。但是需要注意的是類似整流器電源類型的負載，交流電源使用輸出電壓鉗位來限制輸出電流將會導致被測設備的啟動時間更長；如果交流電源處于輸出限流狀態(tài)時不能夠提供適當水平的電壓和電流，將會導致被測設備無法正常啟動或完全關閉。因此當浪涌電流是必備的測試條件時，那么必須選擇一個能夠提供全峰值浪涌電流的交流電源，這樣交流電源就不會存在輸出電流限制。

圖2

2.   評估可編程交流電源版本或系列

選擇可編程交流電源合適的版本或系列，首先須考慮待測物測試項目從而進一步分析出可編程交流電源的必需功能和輔助功能。例如生產線品質驗證電子產品待測物的電壓和頻率波動適應能力，那么可編程交流電源具備常規(guī)電壓和頻率變動功能即可，無需其他（高級）功能。如研發(fā)驗證電子產品待測物電壓暫時中斷和諧波抗擾能力，那么可編程交流電源必須具備pulse（線路仿真）和諧波合成功能。

其次選擇合適版本或系列可編程交流電源，既能滿足測試需求，又能符合采購預算，是十分關鍵的，是企業(yè)不斷提高經(jīng)營效益的重要途徑。致遠電子為全方面滿足客戶多樣需求，發(fā)布兩個版本（標準版和專業(yè)版，如表2）可編程交流電源，標準版可編程交流電源配置常規(guī)功能，能滿足電子產品大部分常規(guī)測試；專業(yè)版可編程交流電源配置常規(guī)功能和高級功能，能滿足電子產品復雜的高級驗證測試。

表2 專業(yè)版和標準版可編程交流電源差異

3.   評估可編程交流電源其他要求

a)   調整率和失真

負載和線路調整率應該盡可能小，且失真低，即使在重載情況下或者供電的波動情況下，仍然可以保證高質量的輸出。調節(jié)性能不佳或者輸出波形的失真可能會導致實際測試條件不符合要求或者測試結果不正確，但是在現(xiàn)場不一定會發(fā)現(xiàn)這種測試異常是由于測試電源所引起的。此外負載調整率差的交流電源，輸出阻抗較高而且只具有低峰值電流能力，不能為待測物提供測試所需要的峰值電流，這導致更高的測試失敗率。另一個所需要考慮因素是負載響應時間，或者可編程交流電源響應負載的變化所需要的時間，具有快速負載響應時間的可編程交流電源一般都具有很低源阻抗和良好的負載調整率。

b)   用戶和測試系統(tǒng)接口

常規(guī)測試和系統(tǒng)集成均需求多種通信接口，以便對可編程交流電源監(jiān)控和控制。例如PWR系列可編程交流電源提供多種通信接口，包括LAN、USB、RS232和GPIB，并且通信命令符合SCPI命令標準，可以通過其支持的通信接口中任意一種對交流變頻電源進行遠程操作，可以簡化測試系統(tǒng)的編程和集成，使其可以更方便地集成到測試系統(tǒng)中。

此外，我們還提供了上位機控制軟件 PWRController控制軟件交流變頻電源對進行實時控制，使得用戶的操作更加簡便、實用。

c)   瞬態(tài)響應

瞬態(tài)響應是衡量可編程交流電源應對電流需求變化或跟隨負載阻抗變化的能力的一個指標。PWR系列可編程交流電源最快的響應時間＜150μs。當輸出電流需求在短時間內大幅減小或增大時，輸出電壓也可能會大幅降低或升高。電源的內部電壓控制回路會努力將輸出電壓穩(wěn) 定在其設定值處，但這種響應并非瞬間進行的。要想提高瞬態(tài)響應速度，有時就不得不忍受更大的紋波和噪聲。在可編程電源中內部電壓控制回路和輸出濾波器是互相制約的。大輸出濾波器限制紋波和噪聲，但降低電源對快速變化負載的響應速度。而超快的內部電壓控制回路則縮短瞬態(tài)響應時間，但可能會產生過沖或下沖，由此損壞待測物。