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                技術文章
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                什么是可編程直流電源與發展史
                點擊次數:2 發布時間:2021-04-23

                  一、什么是直流可編程電源?

                 

                  可編程任意電源就是某些功能或參數可以通過計算機軟件編程控制的電源。比如設置輸出電壓是多少,最大輸出電流是多少,超過這個值則不能正常供電等等。例如,當超過最大輸出電壓的時候為恒流輸出,當超過最大輸出電流的時候,電源就變成了穩壓源等等。“可編程”的意思是電源內部主要功能通過上位機設定狀態字實現可控,大部分的電源是通過串口連接的??赏ㄟ^通訊規約,設定“最大電流、最大電壓、最大功率、實際電壓”等等??删幊倘我怆娫吹闹饕笜耸蔷幊虝r間,編程精度,編程分辨率等等。

                 

                  二、電源的基本工作模式

                 

                  電源的工作模式可分為恒壓輸出模式(CV),恒流輸出模式(CC),串聯模式,并聯模式。其中,在恒壓模式下,電源的輸出電流隨負載變化,以確保輸出電壓的恒定,在恒流模式下,電源的輸出電壓隨負載變化,以確保輸出電流的恒定。并聯模式或串聯模式的輸出連接必須獨立進行,而且一臺電源設備的輸出也可以連接另外一臺電源設備的輸出。為了獲取更大的輸出電壓,可采取串聯模式,為了獲取更大的輸出電流,可采取并聯模式。

                 

                  1)串聯模式在串聯模式下,由于電壓相加(或相減),最大電流由設定值最小的電源設備決定,因而此時所有設備的電流都相等。

                 

                  2)并聯模式為了提高輸出的總電流大小,可采取并聯方式。此時所有設備的輸出電壓都相同,大小由額定輸出電壓最低的電源設備決定,總電流為各并聯支路的電流之和。 如果所采用的電源設備規格相同,則在并聯時請檢查各電源設備上分配的電流是否平均,由于并聯時流過各電源設備的電流大小相同,如果使用了其他類型的電源設備,在沒有過載保護的條件下,此類電壓可能會被電流損壞。

                 

                  三、可編程直流電源的作用

                 

                  1、跟蹤功能 在某些可編程任意電源中,有一種通道間聯動的功能,即跟蹤功能。跟蹤功能指所有的輸出同時被控制,并且通過保持電壓與事先設定的電壓一致,使它們都服從統一指揮。例如:如果電壓1從10V變為12V,則電壓2和3將隨之從5V變為6V,電壓4隨之從20V變為24V。但是,如果其中一個處于領導位置的輸出的最大電流存在極限值,而且輸出電流達到該極限值時,則所有其他處于從屬地位的輸出電流也同時進入限流狀態。如果設備中安裝了電子保險絲,則到達該極限值的輸出將被斷開,進而其他處于從屬位置的輸出也全部被斷開。

                 

                  2、感應(SENSE)模式——補償導線本身電阻 在普通模式下,電壓通過導線直接加載在負載上,從而保持負載電壓的穩定。由于負載電流會在連接導線上產生壓降,因而實際負載電壓應等于電源輸出電壓減去該壓降。Vload = Vout - Vcable(1)Vcable = Iload &TImes; Rcable(2)在一些輸出為低電壓、大電流的場合,電源的輸出連接導線上形成的壓降已不能忽略。如電源設定輸出為3.3V/1A,假設輸出線的電阻是0.3歐,就會在導線上形成0.3V的壓降,那么實際到達的電壓變為3.0V,這足以導致被供電的單元不能正常工作。類似于萬用表測電阻時的四線測量法,我們需要對導線壓降進行補償。為此,可使用SENSE端子直接測量負載兩端電壓。由于SENSE導線中的電流很小,因而產生的電壓降可以忽略,即電源設備感應的電壓實際上就是真正的負載電壓,這樣電源設備將提高自己的輸出,使其等于導線壓降和所需負載電壓之和,從而實現對于導線壓降的補償,使負載真正獲得所設定電壓值。另外,有些電源加入了回讀功能也是為了補償導線本身電阻。

                 

                  3、任意波形電源 有些大功率直流可編程電源有任意波形編輯功能,即產生隨時間變化的波形,例如德國惠美公司的HM8143,它相當于一臺固定點數(如1024點)的任意波形發生器,即由固定對電壓與時間間隔參數、列表對應產生,可生成低頻范圍內用戶可自定義的波形,這個信號的頻率由每個點之間的時間間隔確定。任意信號以數字形式生成,而且定義起來相當簡單。通常,一個任意波形信號可包括各種大小不同的振幅,經過逐個處理后可以生成周期性重復波形。這些編程波形可以是單脈沖,也可以是重復連續的波形。編程輸出電壓,也可被外調制。信號在儀器規格允許的范圍內可被自由定義,并可存儲于儀器中。此類信號可通過RS-232、IEEE-488或者USB接口進行定義。

                 

                  4、調制 某些大功率可編程直流電源有外部調制功能,利用后面板上的端子,可對兩組輸出進行調制。例如,德國惠美公司的HM8143,高達1V/μs的調制斜率和在任意模式下100μs最小脈沖寬度允許生成復雜的負載特征。無論功率大小,線性輸出組件的失真度都非常低,以便于進行外部調制。

                 

                  四、可編程電源發展史

                 

                  發展史: 第一代:1969年~1972年,代表產品有 ·美國DEC公司的PDP-14/L ·日本立石電機公司的SCY-022 ·日本北辰電機公司的HOSC-20 第二代:1973年~1975年,代表產品有 ·美國GE公司的LOGISTROT ·德國SIEMENS公司的SIMATIC S3、S4系列 ·日本富士電機公司的SC系列 第三代:1976~1983年,代表產品有 ·美國GOULD公司的M84、484、584、684、884 ·德國SIEMENS公司的SIMATIC S5系列 ·日本三菱公司的MELPLAC-50、550 第四代:1983年~現在,代表產品有 ·美國GOULD公司的A5900 ·德國西門子公司的S7系列 發展方向: ·產品規模向兩極分化 ·處理模擬量 ·追求高可靠性 ·通訊接口和智能模塊 ·系統操作站配高分辨率的監視器 ·追求軟、硬件標準化 。


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