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对于电源产品您应知道的10 项实用提示

改进您操作和测量能力的简便方法

提示1用远地感应补偿负载引线的影响
　　电源在出厂时，它的调整感应端通常接至输出端上。这样做会限制电源的电压调整能力，即使是在非常短的引线时。使用更长的引线或更高的线规号会使调整能力变得更坏（图1）。与10A 电源的0.2m Ω输出阻抗相比，铜引线的阻抗为：



AWG线规号　　　　电阻 mΩ/ft （20OC）
22 　　　　　　　16.1
20 　　　　　　　10.2
18 　　　　　　　6.39
16 　　　　　　　4.02
14 　　　　　　　2.53
12 　　　　　　　1.59
10 　　　　　　　0.999

　　如果用继电器把负载接到电源，调整能力甚至会更糟。
　　远地感应，就是把电源内部反馈放大器的感应端直接接到负载，从而能让电源在负载端，而不是在自己的输出端调整输出（图2）。电压通过必要的偏移补偿负载引线、继电器或连接器的电阻，从而保持恒定的负载电压。



　　为实现远地感应，断开输出端与感应端的连线。用屏蔽的双绞线电缆把电源感应端接到负载上的感应点（不要用屏蔽作为一个感应导体）。把屏蔽的一端接地，另一端悬空。
　　感应电流通常小于10mA，作为一般规则，您应把感应线中的压降保持为小于电源温度系数（通常用mV/°C 表示）的20 倍。使用屏蔽的双线电缆很容易满足这一要求。

提示2在较短时间内为电池充电和放电
　　使用电源的恒流模式（图1）是给电池重新充电的简便方法，它能实现100%的充电。但充电慢是这种方法的一大缺点，由于充电电流仅是电池额定安时值的一个零头，因此充电会需要14-16 小时。
　　脉冲充电也称暂态模式，它能缩短充电时间，并把电池充到90%以上容量（图2）。电子负载作为开关提供电流脉冲（注意您也能用电子负载编程恒流充电）。图3 示出一个典型的脉冲充电电流波形。
　　为模拟电池漏电流，您也可编程电子负载，用恒定电流或脉冲电流波形给电池放电。在某些情况下，脉冲放电使电池很像产品的节能特性。例如模拟蜂窝电话的电池放电是极为复杂的，因为它有各种工作模式 ── 待机、拨号、通话。您还能用电子负载建立如图3 示出的所需三态放电电流波形。


提示3用远地禁用特性提高**性
　　远地禁用提供断开电源的**方法，以响应某些特定的工作条件或保护系统操作者（例如对机柜门非预期开启或某人按了应急按钮的响应）。
　　远地禁止（RI）是至电源的输入，在RI 端被下拉至低时禁止输出（图1）。短路常断开关以断开电源输出。您也可用带有集电极开路晶体管输出的逻辑芯片代替开关。图1也示出一个分立的故障指示器（DFI），当电源检测到用户定义的故障时，您能用它作信号告知操作者或系统中的其它部件。
　　几乎任何工作条件都能产生DFI信号。例如为在负载拖拽过大电流时产生DFI 信号，即可启用过流保护（OCP）模式，编程电源，在进入恒流模式时产生DFI 信号，然后编程负载通常拽出的*大电流。如果负载电流超过*大值，DFI输出为低，从而禁用电源，告知操作者过流条件（或提供其它用户定义的功能），而无需涉及系统总线或中断系统控制器。
　　您也可按图2 那样把DFI 和RI作菊花链连接。如果一台电源检测到故障，系统中的所有电源都将被禁用。利用这种方法，您就可把无限多的电源链接到一起。


提示4消除低电平测量的噪声
低电平测量中的噪声有几个不同来源；消除噪声要比滤除噪声更容易。请检查下面这些噪声来源：
1. 电源
采用低噪声电源自然是去除测量噪声的*好方法。线性电源有较低的共模噪声电流，一般工作于低频。但您也可成功使用指标中包括低共模电流的开关电源。作为一个经验法则，超过20-30mA 的共模电流有可能造成麻烦。掌握本提示的内容能把这一问题减到*小。
2. DUT 至电源的连接
消除地环路可*小化传导性噪声。理想情况下应只有一个接地点。在机架系统中，多点接地是不可避免的，与其它传导路径相隔离的DC配电路径会承载地电流。如有必要，应把电源浮置（不要把任一端直接接地）。
对于输出线和感应线，可使用屏蔽双绞线把辐射拾取（电的和磁的拾取）减到*小。为确保屏蔽不承载电流，应只把屏蔽的一端接地，*好是电源上的接地点（图1）。通过均衡正和负输出端的对地阻抗，可*小化电源的共模噪声电流。也需要均衡DUT正和负输入端的对地阻抗。磁耦合或电容性泄漏提供高频噪声地环路电流的返回路径。为平衡您测试频率下的DUT对地阻抗，把共模扼流圈与输出线串联，并在每条引线上使用对地的旁路电容器。
3. DUT 中的电流变化量
DUT中电流的迅速变化会造成电压尖峰。为防止这种现象出现，应在靠近负载的地方增加一个旁路电容器。电容器在*高测试频率时应有低阻抗。为避免负载线感抗的不平衡，*好用屏蔽双绞线对直接接至DUT。

提示5用下编程提升测试速度
　　在轻载或空载条件下，电源输出电容器缓慢地放电。如果您把电源作为静态电压源，那就不是问题，但当您进行变化电压电平下的测试时，缓慢的放电就等于缓慢的测试。
　　电源中的下编程电路快速降低输出电压，把放电时间减小到几百毫秒。Agilent 电源使用下述两类下编程电路：
　　·在图1中，FET跨在输出端上。每当输出电压高于编程值，FET就被激活而给输出电容器放电。FET的阱电流范围从电源额定输出电流的10%到20%。低压时的*大负载被限制为FET 的开启电阻加串联的监视电阻，因此下编程电流在接近0V 时性能会略有下降。
　　·在图2 中，下编程电路位于电源的正端和负端之间。这一配置可完全下拉输出，接近0V 时的性能也不降低。
　　有些电源，如Agilent 662xA 和663xB 系列电源的阱电流能等于额定的满度输出电流。663xB 系列的阱电流是可编程的，因此既能把该电源用作可编程电源，也能用作可编程负载 ── 这对于电池充放电这类应用是非常有用的。

提示6保证折返源的正确启动
　　折返电源通过减小沿折返路径的过高电流（以及由此产生的输出电压）而保护所连接的设备。在用电子负载测试折返电源时，需要采取确保电源正确启动的步骤。
　　当使用恒阻模式的电子负载时，电流将随电阻R1 至R2 的减小而增加，直到到达电流极限；此后电源将沿折返路径减小它的输出电流（图1）。
　　对于恒流负载，电源工作于恒压模式，而电子负载工作于恒流模式。电源在启动时的输出电压为零，电子负载则试图通过减小负载阻值而达到所编程的电流值（I1）。电源会把该低负载值解释为过流条件，并立即折返至稳定的工作点（图2中的P2 或P3，取决于电源的启动特性）。
　　为缓解这一问题，把电子负载编程至低于电流极限折返点（Imin）的值。对于许多电源，该值可接近于零。在电源通电后，再把负载的电流极限增加到要求值。
　　对于始终不需要*小负载电流的电源，起初可把负载编程为恒阻模式。当电源到达标准工作电压时，再把电子负载切换到恒流模式（在转换期间，负载瞬时为零）。

提示7串联和并联电源，以得到更高的输出
　　把两台或多台电源串联（图1），以提供更高的电压，但必须特别注意：
　　·绝不能超过任何电源的额定浮地电压值。
　　·任何电源都不得为负电压。
　　独立编程每一台电源。如果使用两台电源，把每台电源编程为总输出电压的50%。如果使用三台电源，把每台电源编程为总输出电压的33%。把每台电源的电流极限设置为能保证负载**的*大值。
　　把两台或多台电源并联（图2），以提供更高的电流，但必须特别注意：
　　·必须有一台电源工作与恒压（CV）模式，其它电源工作于恒流（CC）模式。
　　·输出负载必须能通过可保持CC电源于CC 模式的电流。
　　把各电源的电流极限编程至它的*大值，把CV电源的输出电压编程至稍低于CC 电源的值。CC电源提供它们已被设置的*大输出电流及输出电压，直到CV电源的电压CV 电源仅提供到达总负载要求的电流。


提示8用电源测量脉冲电流
　　为充分说明具有脉冲和电流负载产品（如数字蜂窝电话和硬盘驱动器）的电源特性，您需要评估消耗的峰值和直流平均电流。
　　您能用示波器监视一个分路探头或电流探头，但这种方**带来电压降、地环路、共模噪声、空间和校准问题。
　　作为*简单和*便宜的替代方法，可使用具有内置测量能力的电源。Agilent 66312A 和66332A 动态测量直流电源能以15.6ms至31,200s的采样间隔保存4,096个数据点。它能和示波器一样采集触发前后穿过用户设置阈值的缓冲数据。AgilentVEE 程序输出面板中示出了这些动态测量能力（图1）。
　　注意图2“Set Up Source”、“Measure”、“Enter Array”框中的SCPI 命令（你同样可在其它程序环境中使用这些命令）。以及可在“FETC”位置用“MEAS”引起立即触发。使用“FETC”从同样数据中得到测量参数。

提示9用AC 功率源/ 分析仪表征浪涌电流
AC-DC开关电源的浪涌电流特性依据电压周期的开启相位变化。通常这些电源中有输入电容器，用以吸收来自开启期间整流AC 电网充电造成的高峰值浪涌电流。表征浪涌电流 — 开启相位的特性能深入了解一些重要的设计问题：
　　·现元件应力
　　·检查产品是否会产生与同一匹配电路其它产品间的电网骚扰
　　·选择适合的熔丝和断路器

由于您必须用电压起始相位同步电流数字化和峰电流测量，因此这会是一项测量挑战。在*坏情况下，浪涌电流产生在接近电压周期的峰值处，而DUT 的AC 输入电容器在起动时已完全放电。因此，您必须从约40°到90°的电压启动相位进行递增测试（图1），并让DUT的AC 输入电容器在测试间放电。
　　传统测试装置包括具有可编程相位能力和输出触发端口的AC源，数字示波器和电流探头。但使用先进的AC功率源_分析仪，如Agilent6800系列AC功率源_分析仪则是更便利的方法，因为它们有内装的波形产生、电流波形数字化、峰电流测量和同步能力，使您能执行浪涌电流表征，而不需要连接和同步多台仪器。

提示10用电源测量DUT 电源的电流
　　**测量DUT所提供10A以上的电流已超出一般数字多用表的电流测量能力。您可以使用外部分路器和数字多用表的电压功能，但使用电源本身则是更好的解决方案。许多电源都有包括分路器在内的**测量系统。用电源的分路器进行DUT处的电流和电压测量就像发送MEAS 命令那样简单。
　　下表示出高质量电源所能达到的测量精度：
输出电平　　典型精度
满度　　　　0.1% - 0.5%
10% 满度　　0.5% - 1%
1% 满度　　　接近10%
　　虽然用电源测量大电流的优点十分明显。但测量小电流则有所不同。系统数字多用表有0.01% 至0.1%的精度，虽然其中未包括可能影响测量的其它误差，如线缆连接。而表中所列的电源精度已经包括所有影响量。
　　好的系统数字多用表能测量低到pA级的电流，但您极难遇到需要测量如此小的DUT电源电流。在绝大多数情况下，*苛刻的测量包括电池供电设备（如蜂窝电话）睡眠模式下的消耗电流，此时你需要的是以合理精度测量1-10mA 电流。
　　大多数电源的电流读回在满度至10% 满度间能良好工作。而较新的电源，如Agilent 66000A 模块化电源系统在16A 处的满度精度为0.06%，160mA 处为3.8%。您也可选择具有多量程读回的电源。663XA系列能测量低至2.5μA的电流，50μA处的精度为5.1%（0.2%的满度精度）。
　　还应记住当AC 源有许多电流测量选件，包括有效值，较新的直流源，如66312A 和 66332A 也同样能提供有效值和峰值测量（见提示8）。
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