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直流电源工作原理分析

2018-10-11

直流电源工作原理分析


直流电源是常用的基础设备之一。从仪器原理和性能的角度,直流电源有两种架构:线性电源和开关电源。下面分别来给大家介绍一下两种电源的功能和特性。
 
线性电源特性:
    1)尺寸大;
    2)低输出噪声;
    3)更快的响应速度;
    4)功率较小;
    5)单位输出功率价格较高。
开关电源特性:
    1)输出噪声会比较高;
    2)响应速度比较慢;
    3)价格/功率较低;
    4)功率大。
 
直流电源的基本指标如下:
    1)编程分辨率:可设置的V或I的最小步进;
    2)编程精度:设置的V或I与实际值的差别;
    3)回读精度:电源本身测量的V或I与实际值的差别;
    4)源调整率:当交流源电压发生变化时,电源输出V或I的变化;
    5)负载调整率:当负载改变时,电源输出V或I的变化。

直流电源的特性包括下面几个方面:
   1)输出范围:
      输出特性:(V/I/P)
      a.矩形电源
      b.双矩形电源(工作区域有所扩大)
      c.自动量程电源(在电压和电流的输出范围内可以获得最大的功率输出能力;一个电源可以取代多个电源。)
    2)输出噪声:
       在直流电源的输出中夹杂的交流成分,从而使输出偏离了我们所希望的电压和电流;
       通常将该交流成分定义在一个特定的带宽范围内(20Hz~20MHz);
       表征为常模(差模)噪声或共模噪声。常模(差模)噪声是在+/-两端测试的结果;共模噪声是在+端和-端对地测量的结果。
       这是非常重要的指标,会直接影响到DUT电流消耗的精度,或造成DUT其他参数测量的错误;可能会引起电路工作的故障,如在数字电路中会产生毛刺。
    3)远端感应:
       远端感应是在DUT端直接监测输出电压,而不是在电源输出端。远端感应对电源的调整和编程精度产生影响。
       很长的导线以及在系统连接上的继电器和开关等均有明显的电阻存在,电压的调整也会使输出的电压降低。在一些测试中,引线的电阻引起的过多的电压降,能使DUT出现故障,甚至会导致系统关机。
    4)瞬态响应:
      瞬态响应是当负载的电流发生瞬间的变化时,电源对此变化的快速响应的能力。表征为纯电阻条件下的恒压模式,典型表征为电流变化50%时的电压恢复时间。
    瞬态响应的相关指标参考图3.
    5)快速上编程/快速下编程:
       快速上编程:表征电源能够迅速将电压上升到设定值的能力。
       快速下编程:表征电源能够迅速将电压下降到设定值的能力。
       通常表示为电流或电压状态转换所需要的时间。
    6)产能
       指生产线每小时能完成的测试量,是评估生产效率的标准。