可編程電源應(yīng)用與選型（課堂PPT）

1、一、行業(yè)應(yīng)用1. 汽車電子產(chǎn)品脈沖測(cè)試某國(guó)際知名品牌汽車電子產(chǎn)品生產(chǎn)商使用此可編程電源進(jìn)行產(chǎn)品的電壓脈沖測(cè)試實(shí)驗(yàn)，用其驗(yàn)證產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性；采用可編程直流電源，內(nèi)置符合汽車電子領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的常用測(cè)試波形，省去測(cè)試前繁瑣的編輯時(shí)間；測(cè)試工程師可以自行調(diào)整波形的參數(shù)，使其輸出不同測(cè)試等級(jí)下的波形；1/1812022/4/22該測(cè)試波形對(duì)電源的電壓上升、下降有嚴(yán)格要求，而全天科技可編程直流電源在此項(xiàng)上擁有國(guó)家專利，完全滿足測(cè)試需求；標(biāo)準(zhǔn)：DIN40839測(cè)試項(xiàng)目：汽車電子的引擎啟動(dòng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：ISO16750-2測(cè)試項(xiàng)目：汽車電子的復(fù)位性能測(cè)試2/1822022/4/22該測(cè)試波形用來(lái)模擬汽車復(fù)雜電路

2、中熔斷器斷路后，其他電路的電壓瞬時(shí)跌落對(duì)于電子設(shè)備的沖擊；標(biāo)準(zhǔn)：ISO16750-2測(cè)試項(xiàng)目：瞬間中斷測(cè)試12V系統(tǒng)24V系統(tǒng)3/1832022/4/22該測(cè)試波形與DIN40839標(biāo)準(zhǔn)下的測(cè)試波形類似，在中間部分增加一段紋波成分的測(cè)試，更加真實(shí)的模擬引擎啟動(dòng)測(cè)試；標(biāo)準(zhǔn)：ISO16750-2測(cè)試項(xiàng)目：汽車電子的引擎啟動(dòng)測(cè)試4/1842022/4/22一、行業(yè)應(yīng)用2. 各類測(cè)試系統(tǒng)音響功放測(cè)試系統(tǒng)點(diǎn)鈔機(jī)主控板測(cè)試系統(tǒng)LED驅(qū)動(dòng)電源功能測(cè)試系統(tǒng)鎮(zhèn)流器、LED驅(qū)動(dòng)電源老化系統(tǒng)變頻器控制板、驅(qū)動(dòng)板測(cè)試系統(tǒng)電焊機(jī)控制板、電源板功能測(cè)試系統(tǒng)5/1852022/4/22UPS電源測(cè)試系統(tǒng)電源測(cè)試系統(tǒng)適配器充

3、電器LED 電源PC電源逆變電源通信電源11使用SP75VDC1500W機(jī)型，用于適配器測(cè)試系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)需要用到直流電源、交流電源、電子負(fù)載、功率計(jì)、示波器等，通過(guò)通訊接口連接至工控機(jī)，運(yùn)用上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試；全天可編程直流電源在系統(tǒng)中，精確測(cè)試適配器輸出的電壓、電流；還能測(cè)試瞬時(shí)電壓值、上升/下降波形、定電壓模式下的電流測(cè)量等。使用SP60VDC1000W機(jī)型，用于DC-DC充電器/模塊測(cè)試系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)需要用到直流電源、電子負(fù)載、功率計(jì)、示波器等，通過(guò)通訊接口連接至工控機(jī)，運(yùn)用上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試；全天可編程直流電源在系統(tǒng)中，提供待測(cè)DC-DC充電器/模塊直流供電，在完成對(duì)待測(cè)

4、產(chǎn)品的供電后才能測(cè)試各項(xiàng)數(shù)據(jù)，同時(shí)精確測(cè)試DC-DC充電器/模塊的輸入輸出電壓、電流；還能測(cè)試瞬時(shí)電壓值、上升/下降波形、定電壓模式下的電流測(cè)量等。22226/1862022/4/22多媒體測(cè)試系統(tǒng)PCBA測(cè)試 使用SP75VDC1500W機(jī)型，通過(guò)治具，配合操作軟件，測(cè)試PCB板各點(diǎn)之間的電參數(shù)；客戶用于產(chǎn)線測(cè)試，需求用到5V，0.5A、10.7V，0.5A、28V，6A、30V，0.5A、36V，6A、48V，15A共6組輸出，要求能快速切換到需要的電壓電流，從而提高產(chǎn)線效率和方便操作員使用；對(duì)此，全天可編程電源提供快速調(diào)用功能，讓操作員能實(shí)現(xiàn)一鍵輸出一組需要的電壓、電流；直流風(fēng)扇測(cè)試系統(tǒng)

5、使用SP32VDC1000W機(jī)型，用于直流風(fēng)扇測(cè)試系統(tǒng)；全天可編程直流電源在系統(tǒng)中，提供待測(cè)直流風(fēng)扇供電。7/1872022/4/22二、電源選型 任何對(duì)元器件、電路板、模塊或設(shè)備進(jìn)行測(cè)試時(shí)都需要使用一個(gè)或多個(gè)直流電源來(lái)給被測(cè)物和測(cè)試激勵(lì)源供電； 除了給被測(cè)物供電外，這些電源有時(shí)也可通過(guò)模擬被測(cè)物工作環(huán)境來(lái)提供測(cè)試激勵(lì)。比如，多范圍的充電機(jī)，可以充電12VDC或者24VDC電池組，最高充電電壓會(huì)達(dá)到28.8VDC左右；針對(duì)電子產(chǎn)品，常規(guī)測(cè)試項(xiàng)目都會(huì)包含對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行OVP測(cè)試，OVP測(cè)試所采用的電壓通常都會(huì)比額定工作電壓高10%甚至20%；針對(duì)采用額定12 VDC電壓的汽車電路，但最大輸入電壓仍可

6、能高達(dá)27 VDC，因此，某些汽車標(biāo)準(zhǔn)要求用27VDC的電壓對(duì)正常工作電壓為12VDC的裝置進(jìn)行極限測(cè)試。這類基本因素決定了人們對(duì)電源的要求； 在購(gòu)買直流電源前，根據(jù)您的應(yīng)用類型決定選用線性電源還是開關(guān)電源。線性電源紋波和噪聲低、瞬態(tài)響應(yīng)快，但效率低、發(fā)熱量大，而且又大又重，一般情況下，在要求紋波和噪聲低、瞬態(tài)響應(yīng)快的情況下才可能選擇； 即使在要求低紋波和噪聲輸出的應(yīng)用中， 開關(guān)電源往往也能從容應(yīng)付。這是因?yàn)殡娏﹄娮蛹夹g(shù)的最新進(jìn)展已大幅改善了開關(guān)電源的紋波和噪聲參數(shù)； 在越來(lái)越多的應(yīng)用中開關(guān)電源將逐步替代線性電源，究其原因，主要體現(xiàn)在：開關(guān)電源的紋波和噪聲有了大幅的改善，開關(guān)電源體積小、功率密

7、度高、效率高，功率大，并且開關(guān)電源便于控制（包括主從控制、串并聯(lián)控制、全局控制等等）；8/1882022/4/22二、電源選型以下應(yīng)用領(lǐng)域選擇線性直流電源可能是最佳的選擇：項(xiàng)次應(yīng)用類型選擇的考慮要素1無(wú)線電手機(jī)雷達(dá)這類裝置的共同點(diǎn)是都帶有非常敏感的鑒頻或解調(diào)電路，不適合在高噪聲環(huán)境下工作。要想測(cè)試出這些產(chǎn)品的真實(shí)性能，就要確保直流電源不會(huì)給測(cè)試引入任何寄生噪聲。2低功耗電子產(chǎn)品小功率(一般在200W以下)線性電源與開關(guān)電源價(jià)格差異小，且線性電源更具優(yōu)勢(shì)；3系統(tǒng)要求通道數(shù)少針對(duì)此類應(yīng)用，主要是考慮性線電源的體積與重量因?yàn)閿?shù)量少而影響小；同時(shí)，通道數(shù)少，對(duì)于可編程電源串并機(jī)、主從控制，或者是全局控

8、制無(wú)要求，線性電源可以滿足；9/1892022/4/22二、電源選型1.電壓、電流、功率需求范圍2.串、并聯(lián)運(yùn)行需求的確定3.通訊與控制要求4.瞬態(tài)響應(yīng)5.負(fù)載調(diào)整率6.線性調(diào)整率7.斜率8.拉載性能9.補(bǔ)償功能10. 恒流模式11. 穩(wěn)定可靠性12. 預(yù)算那么，我們?cè)谶x擇一款適合的開關(guān)直流電源時(shí)，應(yīng)注意或者說(shuō)從哪幾個(gè)主要方面考慮呢？選擇一款適合自己的開關(guān)直流電源，可以從以下這些方面來(lái)考量：10/18102022/4/22二、電源選型1.電壓、電流、功率需求范圍u在對(duì)被測(cè)物（元器件、電路板、模塊、設(shè)備成品）測(cè)試時(shí)往往需要用到不同的電壓，如：電路板中不同的電路部分工作電壓可能不同，在測(cè)試時(shí)需要模

9、擬工作環(huán)境，提供不同的電壓；在對(duì)被測(cè)物進(jìn)行欠壓、正常電壓、過(guò)壓測(cè)試時(shí)，也需要用到不同的電壓；往往一個(gè)企業(yè)研發(fā)或者制造的產(chǎn)品是多樣化的，從設(shè)備投資角度，也期望一種電源可滿足盡可能多的應(yīng)用需求；u在對(duì)被測(cè)物（元器件、電路板、模塊、設(shè)備成品）測(cè)試時(shí)往往需要用到不同的電流，如：在對(duì)被測(cè)物進(jìn)行空載、25%載、半載、滿載、超載測(cè)試時(shí)，需要提供不同的電流（功率）；往往一個(gè)企業(yè)研發(fā)或者制造的產(chǎn)品是多樣化的，如充電器的研發(fā)或者制造企業(yè)，其產(chǎn)品的電壓、功率各不相同；u即使是產(chǎn)品比較單一的企業(yè)，也需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行OVP、OCP、OPP的測(cè)試；綜合以上，對(duì)電源的電壓、電流、功率的范圍需求也就出來(lái)了，在綜合考慮預(yù)算與設(shè)備

10、投資回報(bào)的基礎(chǔ)上，我們很容易選用一款或者幾款電源來(lái)滿足我們的測(cè)試需求；很多時(shí)候，我們往往會(huì)選擇電源的組合來(lái)降低我們的投入，滿足我們的需求，如：低壓大電流 + 高壓小電流 + 中壓大功率；11/18112022/4/22二、電源選型2.串、并聯(lián)運(yùn)行需求的確定u如果需要比單個(gè)電源更大的輸出電流， 我們可以并聯(lián)多個(gè)電源實(shí)現(xiàn)，通過(guò)總線進(jìn)行主從控制來(lái)確保系統(tǒng)的整體性能符合只有一個(gè)電源時(shí)的參數(shù)規(guī)格；全天科技主從控制可以最多10臺(tái)，電流均流可以達(dá)到差異在0.3A以內(nèi)；u并聯(lián)電源時(shí)，采用同型號(hào)機(jī)型進(jìn)行并聯(lián)；所有控制通過(guò)主機(jī)電源進(jìn)行的，總電流是每個(gè)電源輸出的電流值之和；u如果需要比單個(gè)電源更大的輸出電壓，可將直

11、流電源串聯(lián)使用；（將一個(gè)電源的正極與另一個(gè)電源的負(fù)極相連接即可將多個(gè)電源串聯(lián)起來(lái)，首尾剩下的正負(fù)極即是串聯(lián)后的電源的正負(fù)極；）u全天科技的可編程直流電源，在串聯(lián)運(yùn)行時(shí)，可以進(jìn)行主從機(jī)控制，在主從機(jī)控制的情況下，通過(guò)設(shè)定主機(jī)即可輸出設(shè)定的參數(shù)，在此模式下，電壓會(huì)均會(huì)到主從機(jī)控制的所有電源；如：5臺(tái)串聯(lián)時(shí)，在主從機(jī)控制模式下，如果需要輸出電壓為50Vdc，則每臺(tái)的輸出電壓為10Vdc；所有控制通過(guò)主機(jī)進(jìn)行，總電壓不可以超出1000Vdc；并聯(lián)示意圖串聯(lián)示意圖12/18122022/4/22二、電源選型3.通訊與控制要求u在應(yīng)用時(shí)，很多時(shí)候，我們需要集成到系統(tǒng)，通過(guò)工控機(jī)控制，此時(shí)，就需要與工控機(jī)進(jìn)

12、行通訊；那么，你就需要選擇有通訊接口的電源；在一個(gè)系統(tǒng)中，其他設(shè)備也有通訊的要求，而一般情況下，工控機(jī)的通訊接口會(huì)是多樣化的，這也需要集成到系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備能提供不同的通訊接口可以選擇；系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的通訊接口，需要根據(jù)工控機(jī)與設(shè)備的通訊接口進(jìn)行協(xié)調(diào)使用，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行效果好，設(shè)備投入低；（全天科技可編程直流電源標(biāo)配4種通訊接口：RS232、RS485、LAN、USB，2U機(jī)型可選配GPIB）u在一些應(yīng)用中，需要使用模擬量來(lái)進(jìn)行控制，此時(shí)，則需要電源有模擬量控制接口，通過(guò)這樣的接口，可以通過(guò)弱的電壓、電流、電阻信號(hào)來(lái)設(shè)置與控制直流輸出電壓、電流等；（全天科技可編程直流電源同時(shí)可以提供WebServ

13、er遠(yuǎn)程控制功能，可通過(guò)電腦用Web控制直流輸出電壓、電流等）13/18132022/4/22二、電源選型4.瞬態(tài)響應(yīng)u瞬態(tài)響應(yīng)是衡量電源應(yīng)對(duì)電流需求變化或跟隨負(fù)載阻抗變化的能力的一個(gè)指標(biāo)。對(duì)于許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這都是一個(gè)重要的規(guī)格參數(shù)；當(dāng)輸出電流需求在短時(shí)間內(nèi)大幅增大或減小時(shí)，輸出電壓也可能會(huì)大幅降低或升高。電源的內(nèi)部電壓控制回路會(huì)努力將輸出電壓穩(wěn)定在其設(shè)定值處，但這種響應(yīng)并非瞬間進(jìn)行的；u要想提高瞬態(tài)響應(yīng)速度，有時(shí)就不得不忍受更大的紋波和噪聲；在可編程電源中， 內(nèi)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(duì)快速變化負(fù)載的響應(yīng)速度。而超快的內(nèi)部電壓控制回路則縮

14、短瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間，但可能會(huì)產(chǎn)生過(guò)沖或下沖，由此損壞被測(cè)物；u電動(dòng)工具測(cè)試就是一種瞬態(tài)響應(yīng)的典型應(yīng)用案例，該應(yīng)用使用直流電源來(lái)模擬電動(dòng)工具的內(nèi)部電池；當(dāng)電動(dòng)工具電機(jī)啟動(dòng)時(shí)， 電流就會(huì)急劇增大；u而在測(cè)試汽車中使用的繼電器和保險(xiǎn)絲時(shí)，情況又完全不同?？删幊讨绷麟娫幢仨氃诟哌_(dá)30 VDC的電壓下提供大電流， 而且通常需要5kW至10kW的功率。在測(cè)試過(guò)程中，過(guò)大的直流輸出電壓過(guò)沖會(huì)造成繼電器或保險(xiǎn)絲損壞。為避免這種情況，所使用的電源要能夠控制直流輸出電流瞬間從零變化到最大值或者從最大值變化到零。14/18142022/4/22二、電源選型5.負(fù)載調(diào)整率u可編程電源的另一個(gè)重要參數(shù)是負(fù)載調(diào)整率；它指的是

15、因被測(cè)件的電流需求變化導(dǎo)致輸出電壓偏離其設(shè)定值的百分比；正常情況下該效應(yīng)的影響應(yīng)該很??；6.線性調(diào)整率u線路調(diào)整率指因交流輸入線路電壓變化所導(dǎo)致的直流輸出電壓或電流變化百分比；該參數(shù)在輸入線路電壓不穩(wěn)定時(shí)非常重要；PPSAC InputDC Input (V)100%0%I-LoadV-Output加載時(shí)導(dǎo)致輸出電壓降低的變化 (雙向)輸入電壓變化時(shí)導(dǎo)致輸出電壓變化 (雙向)15/18152022/4/22二、電源選型7.斜率u通常輸出電壓斜率（上升和下降時(shí)間）也是需要重點(diǎn)考慮的一個(gè)參數(shù)；為改善紋波和噪聲參數(shù)，可編程直流電源的輸出濾波器使用大電容來(lái)儲(chǔ)存大量能量；其充電、放電時(shí)間以及被測(cè)物的電流

16、需求很大程度上共同決定了電源的電壓斜率；u直流輸出下降時(shí)間，不僅依賴于可編程直流電源輸出的內(nèi)部LCR濾波器網(wǎng)絡(luò)，而且還依賴于所連接的被測(cè)物的測(cè)試要求；如果僅通過(guò)被測(cè)物的電流消耗，尤其是被測(cè)物與電源電流容量相比相對(duì)較低，或者空載測(cè)試時(shí)，要把輸出電容器內(nèi)儲(chǔ)存的所有能量都通過(guò)被測(cè)物“釋放”出來(lái)可能耗費(fèi)數(shù)秒時(shí)間；全天科技的可編程直流電源在此方面取得專利，利用特殊電路進(jìn)行能量消散，提升斜率參數(shù)，減少測(cè)試時(shí)間；u另外，改善斜率的一種方法是選擇一款具有更高直流輸出范圍的可編程電源；假如被測(cè)物是電動(dòng)工具，并且僅需要20 Vdc的電源就能滿足所有測(cè)試應(yīng)用要求，則建議選用一款40 Vdc的電源，但限壓輸出僅使用最

17、高20 Vdc的輸出電壓；這是因?yàn)?0 Vdc電源所需要的輸出電容會(huì)比20 Vdc可編程電源所需要的電容要小很多，由此造成兩種電源從0 V升至20 Vdc或40 Vdc所需的上升時(shí)間是一樣的；即，從上升時(shí)間（單位：V/ms）來(lái)看，40 Vdc電源的上升速度將會(huì)快1倍。16/18162022/4/22二、電源選型8.拉載性能u在部分應(yīng)用中，電源抗沖擊電源的拉載性能也是一個(gè)主要的考慮因素，如針對(duì)感性、容性測(cè)試物的測(cè)試時(shí)，被 測(cè)試物通電瞬間所吸收的輸入電流非常大（如，空調(diào)壓縮機(jī)啟動(dòng)瞬間，電機(jī)啟動(dòng)瞬間、電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)）；此時(shí)，需要根據(jù)被測(cè)物的特性來(lái)確定電源的電流（功率）；9.補(bǔ)償功能u此功能是用于補(bǔ)償線壓降；在所有的應(yīng)用中，電源直流輸出接口與線纜會(huì)存在線電壓降，并且從電源直流輸出電路到電源直流輸出對(duì)外接口也同樣會(huì)存在線壓降；此時(shí)，連接電源電壓遠(yuǎn)端補(bǔ)償線至被測(cè)物連接位置，即可補(bǔ)償線壓降，提升測(cè)試精確度與準(zhǔn)確度；10. 恒流模式u雖然大多數(shù)電源都在恒壓模式下工作，但也有許多應(yīng)用需要在恒流模式下使用直流電源。當(dāng)運(yùn)行于恒流模式下時(shí)，較重要的是