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如何為自動(dòng)化測試系統選擇合適的直流電源
作者：
時(shí)間：2017-02-06
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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用于測試電路板、模塊或設備的每個(gè)自動(dòng)化測試系統都需要一個(gè)或多個(gè)直流電源，用于給待測設備提供電源并提供測試激勵。在有些情況下，電源不僅要向待測設備提供電源，而且要通過(guò)模擬工作環(huán)境提供測試激勵源。舉例來(lái)說(shuō)，雖然大多數汽車(chē)電子設備工作在標稱(chēng)12VDC，但最大輸入電壓可能高達27VDC。正因為如此，一些汽車(chē)標準要求對12VDC器件進(jìn)行高達27VDC的極限測試。諸如此類(lèi)的必要性決定了電源要求。下面讓我們看看在為自動(dòng)化測試系統選擇電源時(shí)需要考慮的常用電源規范有哪些？
線(xiàn)性電源還是開(kāi)關(guān)電源？
在購買(mǎi)直流電源時(shí)首先要做出的決定是選擇線(xiàn)性電源還是開(kāi)關(guān)電源。線(xiàn)性電源具有較低的紋波和噪聲，并且具有快速的瞬態(tài)行為。但它們效率低，會(huì )產(chǎn)生大量熱量，而且很重。因此大多數工程師發(fā)現只是在較低輸出功率電平(一般500W以下)時(shí)比較合意。大多數線(xiàn)性直流電源是臺式電源。
2014-9-2 13:35:24 上傳
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圖1:基本線(xiàn)性電源。
對線(xiàn)性臺式電源來(lái)說(shuō)，一個(gè)非常適合的應用是測試通信設備，比如無(wú)線(xiàn)電或移動(dòng)電話(huà)或雷達系統的解調模塊。這些設備具有非常靈敏的鑒頻器或解調器電路，這些電路在低噪聲系數下才能發(fā)揮理想的性能。為了測試這些單元的真實(shí)性能，我們需要確保直流電源不會(huì )給測試裝置增加任何寄生噪聲。由于線(xiàn)性電源具有比開(kāi)關(guān)電源更低的輸出紋波和噪聲，因此它們是這類(lèi)應用的較好選擇。
當功率要求較低時(shí)，線(xiàn)性電源也是個(gè)很好的選擇。開(kāi)關(guān)電源的主要好處只能在較高輸出功率電平才能表現出來(lái)。因此，在每個(gè)直流輸出通道的功率要求不超過(guò)100W至200W的應用中使用線(xiàn)性直流電源比較劃算。
從這一點(diǎn)來(lái)看，考慮系統中所有直流通道的總輸出功率非常重要。如果系統中有4個(gè)或4個(gè)以下的通道，而且功率要求比較低，那么比較明智的選擇是以19英寸機架安裝套件形式提供的4個(gè)線(xiàn)性電源。
如果系統要求更多的輸出通道，或更高的輸出功率，那么使用開(kāi)關(guān)電源是更好的選擇。開(kāi)關(guān)電源可以提供比線(xiàn)性電源更高的功率密度。通過(guò)使用開(kāi)關(guān)電源，你可以擁有12VDC輸出，并能以相同的機架安裝結構提供高達4000W的功率。開(kāi)關(guān)電源要比線(xiàn)性電源更容易控制，而每通道的成本差不多。
即使在要求低紋波和噪聲輸出的應用中，開(kāi)關(guān)電源也不只是更有效率。最近功率電子領(lǐng)域中的發(fā)展(如零開(kāi)關(guān))，極大地改進(jìn)了開(kāi)關(guān)電源的紋波和噪聲性能。當你同樣認為開(kāi)關(guān)電源比線(xiàn)性電源更加靈活、并且能夠提供更高的功率密度時(shí)，那么它們將成為除少數應用外幾乎所有應用的首選。
2014-9-2 13:35:24 上傳
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圖2：線(xiàn)性電源與開(kāi)關(guān)電源的噪聲譜。
瞬態(tài)響應
瞬態(tài)響應是衡量電源應對電流需求變化或負載阻抗變化能力的一個(gè)指標。對許多應用來(lái)說(shuō)這是一個(gè)很重要的指標。
當輸出電流需求在一個(gè)很短的時(shí)間內顯著(zhù)增加或減少時(shí)，輸出電壓也可能發(fā)生顯著(zhù)的下降或上升。電源內部電壓控制環(huán)路試圖將輸出保持在設定電壓值，但響應不是立即發(fā)生的。
為了得到更快的瞬態(tài)響應，有時(shí)不得不勉強接受更大的紋波和噪聲。在可編程電源內部，需要在內部電壓控制環(huán)路和輸出濾波器之間進(jìn)行折衷。大的輸出濾波器可以限制紋波和噪聲，但會(huì )使電源更慢地響應快速變化的負載。非?？斓膬炔侩妷嚎刂骗h(huán)路雖然可以縮短瞬態(tài)響應時(shí)間，但可能造成上沖或下沖，進(jìn)而可能損壞待測設備(DUT)。
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