新型全能電源的特點(diǎn)和應(yīng)用

直流電源作為測(cè)試儀器，已得到長(zhǎng)足進(jìn)展，市面上已出現(xiàn)多種具有特殊性能的線性直流電源。本文主要介紹一種全新的新型全能型電源的特點(diǎn)和簡(jiǎn)要應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電源；負(fù)載；直流電源；任意波；直流源分析儀

今天的直流電源市場(chǎng)劃分得越來(lái)越細(xì)，它們分為通用型、高電壓型和高電流型，我們可在近乎無(wú)限的多品種型號(hào)當(dāng)中進(jìn)行選擇，現(xiàn)在電源的功能越來(lái)越強(qiáng)大，例如一些電源具有任意波形功能，還有一些電源帶有電子負(fù)載以及可進(jìn)行模擬編程的功能，等等。但是，您的研發(fā)工作臺(tái)的空間或生產(chǎn)中19英寸機(jī)架上的空間又如何呢？為了滿足大多數(shù)需要，您可能需要購(gòu)買(mǎi)幾臺(tái)電源。德國(guó)HAMEG的任意波形全能型電源 HM8143將所有這些功能以及更多其它功能集成到一臺(tái)儀器上，相當(dāng)于市面上的直流源分析儀(例如 N6705A0)，但是HM8143全能型電源價(jià)格只是直流源分析儀的五分之一，在電源市場(chǎng)上的角逐中 HM8143 處于領(lǐng)跑位置。
超群的標(biāo)準(zhǔn)線性直流電源
HM8143在2路0～30V/2A和1路5V/2A的三個(gè)隔離通道上提供了130W總的 輸出功率。由于能夠?qū)⑦@些輸出通道進(jìn)行串并聯(lián)連接，用戶可在較高電壓(最高65V)或較高電流(最高6A)之間進(jìn)行選擇。電源通過(guò)旋鈕和按鈕進(jìn)行操作，快速而方便。前面板控制部件可遠(yuǎn)程鎖定，以防止意外參數(shù)更改。輸出電壓和電流可分別以10mV和1mA的分辨率同時(shí)顯示。HM8143在輸出電流超過(guò)設(shè)置的電流限值時(shí)自動(dòng)從CV(恒壓)切換為CC(恒流)模式，并在電流恢復(fù)到限值以內(nèi)時(shí)返回CV模式。LED指示燈可顯示出每個(gè)通道的實(shí)際CV/CC模式。它具有較高的快速負(fù)載響應(yīng)時(shí)間，當(dāng)負(fù)載從10%變化到90%之后，輸出恢復(fù)到1mV以內(nèi)的時(shí)間只需要45µs。

自動(dòng)保護(hù)被測(cè)設(shè)備
為了防止被測(cè)設(shè)備(DUT)發(fā)生損壞，HM8143不僅提供了電流限制，而且還配備了一個(gè)電子式熔斷器。在標(biāo)準(zhǔn)操作過(guò)程中無(wú)意間發(fā)生短路時(shí)，電流將被限制到設(shè)定的數(shù)值為了提供比電流限制更佳的保護(hù)，HM8143還提供了一個(gè)電子式熔斷器。電流一旦超過(guò)限值，所有輸出將立即被禁用。它們可用按鈕手動(dòng)接通，也可以通過(guò)遠(yuǎn)程接口方式接通。
測(cè)量電壓和電流并遠(yuǎn)程記錄
HM8143可同時(shí)顯示四個(gè)參數(shù)：通道I和III的電壓和電流。 輸出被關(guān)閉或發(fā)生改變時(shí)，將顯示電壓和電流的標(biāo)稱值或設(shè)置值。如果輸出已被激活，HM8143就會(huì)對(duì)每個(gè)可變通道的電壓和電流實(shí)際值進(jìn)行監(jiān)視和測(cè)量。內(nèi)置電壓和電流測(cè)量功能的典型準(zhǔn)確度可達(dá)2個(gè)字，其高達(dá)0.07%的準(zhǔn)確度可與一塊標(biāo)準(zhǔn)萬(wàn)用表相媲美。如果您想執(zhí)行一個(gè)測(cè)試序列，那么PowerARB軟件提供了記錄功能。測(cè)量值和儀器狀態(tài)以CSV(逗號(hào)分隔值)的格式進(jìn)行保存記錄。
自動(dòng)電子負(fù)載輸入功能
HM8143具有一種兩個(gè)30V通道上的移動(dòng)2象限漏極/源極能力，可簡(jiǎn)化對(duì)DC電源、電池(充/放電循環(huán))、發(fā)電機(jī)/電動(dòng)機(jī)等應(yīng)用的測(cè)試和表征。汽車、移動(dòng)電話和電源電路設(shè)計(jì)人員將在其日常工作中體驗(yàn)到2路60W輸入/輸出能力的獨(dú)特價(jià)值。
功率放大器/調(diào)制
兩路30V通道都配備一個(gè)后部BNC模擬量輸入，通過(guò)這個(gè)BNC輸入，可將HM8143用作一個(gè)寬范圍調(diào)制功率放大器，具有3dB頻率范圍DC～50kHz。由于Vout=(Vmodin×3)+Vset，因此可通過(guò)10V控制電壓取得滿刻度(30V)。通過(guò)將一臺(tái)函數(shù)/任意波發(fā)生器與調(diào)制輸入連接，可不用與PC相連而創(chuàng)建復(fù)雜的任意負(fù)載波形。
導(dǎo)線電阻補(bǔ)償
在HM8143的SENSE感應(yīng)模式下，電壓調(diào)節(jié)電路通過(guò)直接與負(fù)載相連的感應(yīng)端子獲取輸入信號(hào)，從而保持負(fù)載電壓的穩(wěn)定。由于負(fù)載電流會(huì)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，即

所以需要對(duì)導(dǎo)線壓降進(jìn)行補(bǔ)償。為此，可使用SENSE端子直接測(cè)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(duì)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。 導(dǎo)線電阻補(bǔ)償功能可用于兩個(gè)30V通道，消除負(fù)載導(dǎo)線(4線制)上的電壓降，此功能在19英寸機(jī)架應(yīng)用中顯得尤其重要，可以對(duì)連接至被測(cè)設(shè)備的長(zhǎng)導(dǎo)線進(jìn)行補(bǔ)償。

圖3 通過(guò)導(dǎo)線的電壓補(bǔ)償

可編程直流電源
HM8143 隨機(jī)配有一個(gè)RS-232接口，此外還可以使用GPIB(IEEE-488)或USB接口選件。易于使用的命令使得編程快速而簡(jiǎn)便。對(duì)于ATE(自動(dòng)測(cè)試設(shè)備)方面的應(yīng)用，可以使用一個(gè)19英寸機(jī)架安裝套件。通過(guò)免費(fèi)PowerARB軟件，您可以更改和讀取設(shè)置，并用圖形化任意波編輯器(Arbitrary Editor)來(lái)導(dǎo)入和繪制波形。
跟蹤能力
跟蹤功能指通過(guò)使開(kāi)始時(shí)設(shè)定的電壓關(guān)系保持穩(wěn)定而實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)輸出的有效控制，使它們服從統(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(gè)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，則所有其它處于從屬地位的輸出電流也同時(shí)進(jìn)入限流狀態(tài)。如果設(shè)備中安裝了電子熔斷器，則到達(dá)該極限值的輸出將被斷開(kāi)，進(jìn)而其它處于從屬位置的輸出也全部被斷開(kāi)。總之，通過(guò)跟蹤功能可同時(shí)改變兩個(gè)輸出電壓設(shè)置或兩個(gè)兩個(gè)電流限值。
雙極電壓電源
雙極電壓是通過(guò)使用CH1和ch2兩個(gè)通道實(shí)現(xiàn)。兩個(gè)正極可在±30V范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱應(yīng)用中(如-5V/+12V)的差動(dòng)電壓。在虛擬接地模式中，高通道將提供電流，低通道將吸收電流。與任意波功能或調(diào)制輸入相結(jié)合，甚至可以提供交流電壓。
任意波功能
HM8143也可作為一臺(tái)60W任意波發(fā)生器使用。由于就有高達(dá)100µs和1024點(diǎn)的分辨率，這種任意波功能提供了創(chuàng)建復(fù)雜DC瞬變波形的各種可能性。波形通過(guò)HM8143后面板上觸發(fā)輸入處的一個(gè)觸發(fā)信號(hào)來(lái)啟動(dòng)，或通過(guò)遠(yuǎn)程命令來(lái)啟動(dòng)。通過(guò)脈沖串模式，用戶可選擇1～255個(gè)周期，或選擇波形的連續(xù)重復(fù)。由于波形存儲(chǔ)在一個(gè)非易失性存儲(chǔ)器中，因此可不通過(guò)PC來(lái)使用任意波功能。 通過(guò)軟件PowerARB，可以對(duì)脈沖波形或其它任意波形進(jìn)行編程，而不必編寫(xiě)一個(gè)代碼行。波形可通過(guò)易于操作的任意波形編輯器來(lái)創(chuàng)建，或通過(guò)導(dǎo)入CSV文件來(lái)創(chuàng)建。用戶可在任意波形編輯器中繪制波形，或者手動(dòng)輸入數(shù)據(jù)點(diǎn)。
全能電源任意波功能應(yīng)用廣泛，尤其在汽車電子測(cè)試，汽車工業(yè)中一個(gè)廣為人知的波形就是電機(jī)起動(dòng)曲線。按照DIN40839/ISO/TR7637對(duì)起動(dòng)曲線進(jìn)行模擬在汽車hifi設(shè)計(jì)測(cè)試中非常有用，例如可以找到因帶有安全代碼的防盜汽車音響的意外數(shù)據(jù)損失而產(chǎn)生的問(wèn)題。通過(guò)HM8143任意波功能，甚至可在電壓下降、尖峰信號(hào)和拋負(fù)載等雙極條件下對(duì)設(shè)備進(jìn)行測(cè)試。全能電源任意波其它應(yīng)用包括 DC/DC 轉(zhuǎn)換器和逆變器、音頻應(yīng)用、電子產(chǎn)品壽命循環(huán)測(cè)試等。
最終的獲勝者… 全能型電源
與人類的全能運(yùn)動(dòng)員不同(他們無(wú)法同時(shí)完成所有項(xiàng)目)，HM8143的多個(gè)功能特點(diǎn)可以組合在一起。所有這些功能再結(jié)合以直觀的用戶界面和具有高性價(jià)比的緊湊設(shè)計(jì)，使得HM8143在電源市場(chǎng)上的角逐中成為領(lǐng)先者，甚至連您的財(cái)務(wù)總監(jiān)也會(huì)喜愛(ài)上這種儀器，因?yàn)镠M8143在這個(gè)價(jià)位上可以應(yīng)對(duì)無(wú)數(shù)的未來(lái)應(yīng)用。