如何選擇直流穩(wěn)壓電源

人們在進行電器電路模塊設(shè)計或給新產(chǎn)品定型時，極少認真考慮配套直流穩(wěn)壓電源的選擇，直到發(fā)現(xiàn)問題出在電源部分，才重新評估這個問題。為了對人們有所幫助，本文敘述了直流電源的參數(shù)定義以及對待測單元（UUT）或其它電路系統(tǒng)的潛在影響。

    一、選擇直流穩(wěn)壓電源的基本依據(jù)電壓和電流范圍，這是兩個*容易確定的指標，只要根據(jù)電路的功耗計算出即可。不過若僅用單一的直流電壓給UUT供電時，應(yīng)考慮測試UUT的高、低供電電壓極值。大多數(shù)固定電源允許輸出電壓±10％的范圍內(nèi)變化，如果這還不能滿足電路要求，可選用輸出可調(diào)的或允許更大變化范圍的電源。如果用該電源給組合式裝置供電，則裝置所需*大的電流的75％到90％由一個電源提供，不夠部分可并接兩個或更多直流穩(wěn)壓電源。為半固定檢測試驗臺供電的電源，必須具有檢測試驗臺所需電流的至少125％的容量。

    1、直流穩(wěn)壓電源工作模式

    幾乎所有的直流穩(wěn)壓電源都工作在恒壓源模式，也就是說在整個電流變化范圍內(nèi)輸出電壓可保持不變。也有一批電源還可以在一定范圍內(nèi)工作在值流源模式。電源輸出的變化范圍不駐受限于電源本身的電壓或電流輸出能力，而且還與電源工作狀態(tài)有關(guān)，在自適應(yīng)模式，電源可在容量不變的前提下自動調(diào)整電壓或電流的輸出范圍。有少數(shù)電源還起電子設(shè)備負載的作用，在這種模式下，此直流穩(wěn)壓電源可用來測試別的恒壓或恒流源。

    2、直流穩(wěn)壓電源響應(yīng)時間

    當直流穩(wěn)壓電源能夠遠程搖控或電源是作為測試系統(tǒng)的一部分時，那么從發(fā)出控制命令到直流穩(wěn)壓電源輸出穩(wěn)定到希望值的延遲時間就是一個非常重要的因素（例如，打開或改變電壓）。響應(yīng)時間從幾毫秒到幾十毫秒不等。少量的電源可有超過IV／us的快速轉(zhuǎn)換率。這些電源可用于制造大功率的任意波形發(fā)生器。

    3、直流穩(wěn)壓電源分辨率

   直流穩(wěn)壓電源技術(shù)參數(shù)限定的輸出電壓或電流的*小可調(diào)增量。有些電源在整個輸出范圍內(nèi)具有相同的分辨率，而有些在不同的輸出范圍內(nèi)分辨率各不相同。

    二、直流穩(wěn)壓電源的精度、擴展和**性

    1、遙感特性

   為了能**地控制負載上的電壓或電流值，可通過一個獨立的傳感通道將電路的任何變化反饋回穩(wěn)壓電路，這樣就可校正UUT與電源之間的任何電壓下降的變化。

    2、可程控性

    有些直流穩(wěn)壓電源通過改變直流電壓或電阻值使電源輸出具有可程控性。在某些應(yīng)用中，借助IEEE488或RS——232接口從設(shè)定好的程序中選擇不同的測試方案或不同的輸出電壓值。有部分電源還具有設(shè)置存儲能力，輸出的改變可通過程控或步進操作來完成。

    3、并聯(lián)或串聯(lián)工作

   當一個電源不能滿足所需的電壓或電流范圍時，可將兩個或多個電源（或?qū)⑼浑娫吹牟煌敵觯┎⒙?lián)或串聯(lián)起來使用。在這種工作模式下，各電源模塊間的穩(wěn)壓和控制電路之間的聯(lián)系仍然存在，只不過一個電源作為主控方另一個電源作為受控方使用。

    4、過載保護

   因為一個電源要供給不同的電路使用，這些電路的電流的流量可能是未知的，為了避免對電源的損壞，需設(shè)置保護電路的范圍。幾乎所有的電源都具有以下特點：在超出輸出范圍時，要么輸出保持在*大輸出值，要么就自行關(guān)閉電源。某些程控電源除可用程序設(shè)定輸出范圍外，還能自動設(shè)置電源穩(wěn)定輸出的類型。也就是說，當外電路需要的電壓或電流超過設(shè)置極限時，電源可自動地由恒壓源變成恒流源或由值流源變成恒壓源。為電源加上保護二極管可以防止誤接外接電源的極性造成的損壞。熱傳感器也可用于防止由于電源持續(xù)工作在過載狀態(tài)或冷卻無效而燒壞電源。

    三、直流穩(wěn)壓電源內(nèi)部潛在的造成損害的根源

    1、脈動與噪聲

    理想的直流穩(wěn)壓電源應(yīng)提供純凈的直流，然而總有一些干擾存在，比如在開關(guān)電源（SMPS）輸出端口疊加的脈動電流和高頻振蕩。這兩種干擾再加上直流穩(wěn)壓電源本身產(chǎn)生的尖峰噪聲使電源出現(xiàn)斷續(xù)和隨意的漂移（PARD）。電源輸出中允許的PARD總量受UUT的回聲靈敏度的影響非常大，如果測試電路含有高增益放大器，任何在放大器帶定范圍內(nèi)的PARD都將被放大。如果PARD的量值較大，又沒在特殊的濾波器提供給初級放大器，那么整個測試結(jié)果將是不準確的。對線性電源，脈動是*一般的表現(xiàn)形式，大小可由均方根電壓值或均方根占輸出電壓的百分比Vrms/Vout表示。對開關(guān)電源，VPP表示方法更準確些。然而線性開關(guān)電源生產(chǎn)商一般會給出有效值和峰一峰差值這兩個值或者其中的任意一個。

    2、穩(wěn)定度

   當線電壓或負載電流變化肘，直流電源的輸出電壓也會有所起伏。穩(wěn)壓程度由穩(wěn)壓電路的參數(shù)決定，參數(shù)是指濾波電容的容量和能量釋放的速率。如果給電源供電的一個相對恒定的電源，那么只需基本的負載穩(wěn)壓。穩(wěn)定度的大小一般定義為空載或滿載時輸出電壓的百分比，或電壓的變化值。

    3、內(nèi)部阻抗

    相對較大的直流穩(wěn)壓電源內(nèi)阻對負載來講有兩點不利，首先是不利于負載穩(wěn)壓電路工作，更為不利的是負載電流的任何變化都會導(dǎo)致直流電源輸出的起伏，這種起伏對測試結(jié)果的影響同脈沖與噪聲對測試結(jié)果造成的影響完全相同。

    4、電源瞬態(tài)響應(yīng)或恢復(fù)

   直流穩(wěn)壓電源瞬態(tài)響應(yīng)和恢復(fù)時間的大小表明輸出負載突然變化時，電源穩(wěn)壓電路恢復(fù)正常電壓能力的大小。有兩種參數(shù)來標定電源瞬態(tài)響應(yīng)和恢復(fù)：一是當負載突然發(fā)生變化時輸出的偏離值；二是輸出恢復(fù)到原來值所用的時間。為統(tǒng)一起見，一般在負載變化10％時，用輸出偏離峰值電壓的毫優(yōu)數(shù)標定輸出偏離量，用輸出恢復(fù)到正常值所用毫伏數(shù)標定恢復(fù)時間。另有一些生產(chǎn)廠商，用更大的負載電流變化測定恢復(fù)時間。比如用輸出電流變化的50%到100％時所用的恢復(fù)正常值的時間。