一種新型全能電源的特點和應(yīng)用

摘要：直流電源作為測試儀器，已得到長足進展，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和簡要應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：電源，負(fù)載，直流電源，功率任意波，直流源分析儀

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今天的直流電源市場劃分得越來越細(xì)，它們分為通用型、高電壓型和高電流型，我們可在近乎無限的多品種型號當(dāng)中進行選擇，現(xiàn)在電源的功能越來越強大，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)載以及可進行模擬編程的功能，等等。但是，您的研發(fā)工作臺上的空間或生產(chǎn)中19英寸機架上的空間又如何呢？為了滿足大多數(shù)需要，您可能需要購買幾臺電源。德國RSHAMEG認(rèn)識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儀器上，相當(dāng)于市面上的直流源分析儀（例如N6705A），但是HM8143全能型電源價格只是直流源分析儀的五分之一，在電源市場上的角逐中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@些輸出通道進行串并聯(lián)連接，用戶可在較高電壓（最高65V，串聯(lián)）或較高電流（最高6A，并聯(lián)）之間進行選擇。電源通過旋鈕和按鈕進行操作，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的分辨率同時顯示。HM8143在輸出電流超過設(shè)置的電流限值時自動從CV（恒壓）切換為CC（恒流）模式，并在電流恢復(fù)到限值以內(nèi)時返回CV模式。LED指示燈可顯示出每個通道的實際CV/CC模式。它具有較高的快速負(fù)載響應(yīng)時間，當(dāng)負(fù)載從10%變化到90%之后，輸出恢復(fù)到1mV以內(nèi)的時間只需要45μs。
自動保護被測設(shè)備

為了防止被測設(shè)備(DUT)發(fā)生損壞，HM8143不僅提供了限流保護功能，而且還配備了一個電子式熔斷器（電子切斷保險）。在標(biāo)準(zhǔn)操作過程中無意間發(fā)生短路時，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，HM8143還提供了一個電子式熔斷器，電流一旦超過限值，所有輸出將立即被禁用，電子切斷所有輸出通道。電流限值和切斷保護可用按鈕手動接通，也可以通過遠(yuǎn)程接口方式接通。
測量電壓和電流并遠(yuǎn)程記錄

HM8143可同時顯示四個參數(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，將顯示電壓和電流的標(biāo)稱值或設(shè)置值。如果輸出被激活，HM8143就會對每個可變通道的電壓和電流實際值進行實時監(jiān)視和測量。內(nèi)置電壓和電流測量功能的典型準(zhǔn)確度可達(dá)2個字，其高達(dá)0.07%的準(zhǔn)確度可與一塊標(biāo)準(zhǔn)萬用表相媲美。如果您想執(zhí)行一個測試序列或建立任意功率波形，那么PowerARB 軟件提供了記錄功能，特別適合測試電壓瞬變的影響，測量值和儀器狀態(tài)以CSV（逗號分隔值）的格式進行保存記錄。例如：通過海洋標(biāo)準(zhǔn)Excel波形編輯器，可重現(xiàn)符合DIN40839和ISO16750-2標(biāo)準(zhǔn)的汽車功率網(wǎng)用電壓曲線；汽車發(fā)動機啟動時, 發(fā)動機電池會產(chǎn)生不同的啟動電流，這將很快導(dǎo)致電池電壓下降或起落，那么怎樣根據(jù)DIN 40839標(biāo)準(zhǔn)模擬整個過程呢？汽車自動生產(chǎn)線一定需要一個可變電源供應(yīng)器（即任意電源）來模擬電壓下降或起落過程，目的是為了測試汽車發(fā)動機啟動器相角發(fā)生變化時的汽車電路。并且在ARB模式下，用戶可以根據(jù)自己的測試需求更改編輯波形，設(shè)置自己想要的V(t)電壓時間曲線，可滿足廣泛的需求。 

自動電子負(fù)載輸入功能

HM8143具有一種兩個30V通道上的2象限輸出電源/吸取電流負(fù)載能力，可簡化對DC電源、電池（充 /放電循環(huán)）、發(fā)電機/電動機等應(yīng)用的測試和表征。汽車、移動電話和電源電路設(shè)計人員將在其日常工作中體驗到2路60W輸入/輸出能力的獨特價值。
功率放大器/信號調(diào)制器

兩路30V通道都配備一個后部BNC模擬信號輸入，通過這個BNC輸入，可將HM8143用作一個寬范圍調(diào)制功率放大器， 3dB帶寬為DC～50kHz。由于Vout=(Vmodin x 3)+Vset，因此可通過10V控制電壓取得滿刻度30V電壓的信號調(diào)制放大。通過將一臺函數(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。低頻調(diào)制功率放大信號應(yīng)用在各種各樣的生產(chǎn)線和實驗室中，一般來講它具有功率函數(shù)信號發(fā)生器的價值。這種情況會在汽車和航空飛機運載設(shè)備中廣泛應(yīng)用，這些設(shè)備會發(fā)生模擬疊加的脈沖波或低頻交流組合波。
導(dǎo)線電阻補償功能

在HM8143的SENSE感應(yīng)模式下，電壓調(diào)節(jié)電路通過直接與負(fù)載相連的感應(yīng)端子獲取輸入信號，從而保持負(fù)載電壓的穩(wěn)定。由于負(fù)載電流會在連接導(dǎo)線上產(chǎn)生壓降，因而實際負(fù)載電壓應(yīng)等于電源輸出電壓減去該壓降，即

Vload= Vout – Vcable        Vcable= Iload x Rcable

所以需要對導(dǎo)線壓降進行補償。為此，可使用 SENSE 端子直接測量負(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，從而實現(xiàn)對于導(dǎo)線壓降的補償，使負(fù)載真正獲得所設(shè)定電壓值。導(dǎo)線電阻補償功能可用于兩個30V通道，消除負(fù)載導(dǎo)線（4線制）上的電壓降，此功能在19英寸機架應(yīng)用中顯得尤其重要，可以對連接至被測設(shè)備的長導(dǎo)線進行補償。

可編程直流電源

HM8143隨機配有一個RS-232/USB接口，此外還可以使用GPIB(IEEE-488)接口選件。易于使用的命令使得編程快速而簡便。對于ATE（自動測試設(shè)備）方面的應(yīng)用，可以使用一個19英寸機架安裝套件。通過免費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) 來導(dǎo)入和繪制波形。

電源跟蹤能力

跟蹤功能指通過使開始時設(shè)定的電壓關(guān)系保持穩(wěn)定而實現(xiàn)對多個輸出的有效控制，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進入限流狀態(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，進而其它處于從屬位置的輸出也全部被斷開。總之，通過跟蹤功能可同時改變兩個輸出電壓設(shè)置或兩個電流限值。

雙極電壓電源

雙極電壓是通過使用CH1和CH2兩個通道實現(xiàn)。兩個正極可在±30V范圍內(nèi)實現(xiàn)不對稱應(yīng)用中（如-5V/+12V）的差分電壓。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60W任意波發(fā)生器使用。由于就有高達(dá)100μs和4096點的分辨率，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 HM8143后面板上觸發(fā)輸入處的一個觸發(fā)信號來啟動，或通過遠(yuǎn)程命令來啟動。通過脈沖串模式，用戶可選擇1～255個周期，或選擇波形的連續(xù)重復(fù)。由于波形存儲在一個非易失性存儲器中，因此可不通過PC來使用任意波功能。通過軟件PowerARB，可以對脈沖波形或其它任意波形進行編程，而不必編寫一個代碼行。波形可通過易于操作的任意波形編輯器來創(chuàng)建，或通過導(dǎo)入CSV文件來創(chuàng)建。用戶可在任意波形編輯器中繪制波形，或者手動輸入數(shù)據(jù)點。

全能電源任意波功能應(yīng)用廣泛，尤其在汽車電子測試，汽車工業(yè)中一個廣為人知的波形就是電機起動曲線。按照 DIN40839/ISO/TR7637對起動曲線進行模擬在汽車設(shè)計測試中非常有用，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)生的問題。通過HM8143任意波功能，甚至可在電壓下降、尖峰信號和拋負(fù)載等雙極條件下對設(shè)備進行測試。全能電源的任意波功能其它應(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)測試等。

最終的獲勝者——全能型電源

與人類的全能運動員不同（他們無法同時完成所有項目），HM8143的多個功能特點可以組合在一起。所有這些功能再結(jié)合以直觀的用戶界面和具有高性價比的緊湊設(shè)計，使得HM8143在電源市場上的角逐中成為領(lǐng)先者，甚至連您的財務(wù)總監(jiān)也會喜愛上這種儀器，因為HM8143在這個價位上可以應(yīng)對無數(shù)的未來應(yīng)用。
 

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