作者：泰克科技技術大咖Andrea Vinci

電氣工程師和電路設計人員供電和測試電路係統設計時，DC電源是他們(men) 使用的測試測量設備中的標配。那麽(me) 它有哪些具體(ti) 功能？怎樣才能為(wei) 應用找到適當的台式電源呢？

何為(wei) “台式電源”及其分類

台式電源提供直流電壓，為(wei) 被測器件供電，如電路板或電子產(chan) 品。台式電源一般位於(yu) 工程師的工作區或工作台上，因此也稱為(wei) “台式電源”。在工程師或電路設計人員需要測試某個(ge) 器件（一般稱為(wei) 被測器件DUT）時，他們(men) 要為(wei) 被測器件提供設定的電壓或電流。台式電源允許工程師設置和提供特定電壓，為(wei) DUT供電，確認器件以預計方式工作。如果不符合預計方式，那麽(me) 就要調試並再次測試。

盡管台式電源種類繁多，但這些儀(yi) 器在廣義(yi) 上可以分成三大類：單通道和多通道電源，雙極電源和單極電源，線性電源和開關(guan) 式電源。

1、單通道和多通道台式電源

顧名思義(yi) ，單通道台式電源隻有一個(ge) 可控輸出，而多通道電源則有兩(liang) 個(ge) 或以上的輸出。多通道電源一般用來開發同時采用數字電路和模擬電路或雙極電路的器件。

2、雙極和單極台式電源

單極電源隻能產(chan) 生正電壓。工程師可以從(cong) 技術上將連接到電源的引線切換到負電壓，而雙極電源則既能提供正電壓，也能提供負電壓。雙極電源能夠處理更多種類的功率應用，但價(jia) 格較高，使用起來更複雜，因此許多工程師在DC功率應用中選擇單極台式電源。

3、線性和開關(guan) 式台式電源

線性電源能夠提供高精度測量，噪聲或信號幹擾非常小。但它們(men) 一般更重，尺寸更大，提供的功率較少，效率較差。開關(guan) 式電源更緊湊，提供的功率更多，但一般有高頻噪聲，測量精度較差。開關(guan) 式電源通常用於(yu) 功率密度成問題的應用，比如要在很小的空間內(nei) 獲得高得多的功率，而線性電源則用於(yu) 要求為(wei) 小的模擬電路供電的應用。

怎樣選擇適當的台式電源

通過選擇相應的電源，並且更深入地了解其功能和特性，工程師可以更快地運行測試，更精確地進行測量。在購買(mai) 台式電源時要考慮許多因素，最重要的因素有：

1、考慮可編程電源

在使用台式電源運行長測試或複雜測試時，手動設置電壓值和電流極限會(hui) 浪費寶貴的時間。幸運的是，大多數台式電源帶有測試序列功能，支持基本編程能力。通過使用測試序列功能，工程師可以對電壓值、電流極限值和每個(ge) 設置的時間編程。這提供了一種簡單的方式，可以運行擁有多個(ge) 預定輸出電壓和時間的複雜測試，而又不用在台式電源上手動調節設置，操作人員可以把更多的時間放在獲得優(you) 質測量上。

2、選擇正確功率極限的台式電源

DC電源通常會(hui) 按最大電壓和最大電流分類。在尋找適當的電源方麵，這無疑提供了重要的信息，但別忘了還要看一下功率極限。例如，2260B-30-72台式電源可以提供高達30V或72A，但它的功率極限是720W。這意味著這種電源能提供30V電壓，但達不到72A，因為(wei) 有功率限製。工程師可以使用下麵的公式確定生成的功率：

在大多數情況下，如果用這個(ge) 公式計算的功率低於(yu) 台式電源的功率極限，那麽(me) 就能正常運行。

2.1、選擇擁有遠程傳(chuan) 感電壓監測功能的台式電源

如果想要最準確的電壓源，最好使用配備遠程電壓表或遠程傳(chuan) 感功能的台式電源。這樣可以獲得DUT上（而不是輸入端子上）幹淨的電壓讀數，因為(wei) 它補償(chang) 了測試線的壓降。大多數標準3英尺左右的測試線的電阻約為(wei) 50mΩ(一對測試線約為(wei) 100mΩ)，因此在使用低電阻DUT時，測試線上的壓降會(hui) 相當大。

2.2、尋找擁有相應響應時間的台式電源

如果運行的測試中電壓或負載迅速變化，那麽(me) 響應時間至關(guan) 重要。響應時間是指台式電源向上傾(qing) 斜(上升時間)或向下傾(qing) 斜(下降時間)到設定電壓所需的時間。注意響應時間經常會(hui) 隨著負載變化。上升時間是指電源從(cong) 10%的值上升到90%的值所用的時間。下降時間相反，是電源從(cong) 90%的值下降到10%的值所用的時間。

瞬態恢複時間是應用負載後電源恢複到設定電平所需的時間長度。如果單獨作為(wei) 一個(ge) 指標，它是一個(ge) 比較複雜的參數，所以通常用多個(ge) 參數來描述：電壓穩定頻段、瞬態恢複時間和負載電流步進變化。例如，Keithley 2200係列台式電源的負載瞬態恢複時間指標如下：“在從(cong) 0.1A變成1A後<400μs內(nei) 落到75mV範圍內(nei) 。”這意味著，如果電流負載從(cong) 0.1A變成1A(負載電流的步進變化)，那麽(me) 電源將在不到400μs內(nei) (瞬態恢複時間)落到75mV的設定電壓範圍內(nei) (電壓穩定頻段)。

怎樣使用台式電源

台式電源使用起來非常簡單。這些儀(yi) 器通過引線連接DUT，引線插到台式電源麵板裏。工程師可以使用前麵板顯示屏，設置電壓或電流電平，為(wei) DUT供電。大多數台式電源可以在兩(liang) 種模式下工作：恒壓模式（CV）和恒流模式（CC）。

1、在恒壓(CV)和恒流(CC)模式下運行台式電源

台式電源的一個(ge) 重要功能是能夠在恒流(CC)和恒壓(CV)模式下運行。在CV模式下，電源根據用戶設置穩定輸出電壓；在CC模式下，電源穩定電流。電源在CV模式還是CC模式取決(jue) 於(yu) 用戶設置和負載的電阻。在CV模式或CC模式下，電源有不同的指標。在任意時點，電源穩定電壓或電流，並在儀(yi) 器準確度範圍內(nei) 與(yu) 設置相匹配。

在CV模式下，輸出電壓在儀(yi) 器準確度指標範圍內(nei) 與(yu) 電壓設置相匹配，電流由負載阻抗確定。在CC模式下，輸出電流與(yu) 電流極限設置相匹配，電壓由負載阻抗確定。可以使用歐姆定律確定這些值，具體(ti) 如下。如果想更嚴(yan) 謹些，可以在電阻中包括測試線：

2、在並聯和串聯操作下運行台式電源

如果測試要求更多的功率，可以並聯或串聯多個(ge) 台式電源，來提高可用的電壓或電流。

串聯操作：為(wei) 提高電壓，把一個(ge) 電源的正輸出連接到另一個(ge) 電源的負輸出上，然後把其餘(yu) 的正輸出和負輸出連接到DUT。

並聯操作：為(wei) 提高電流，把兩(liang) 個(ge) 正輸出連接到DUT的一個(ge) 端子上，把兩(liang) 個(ge) 負輸出連接到DUT的另一個(ge) 端子上。

在組合輸出時，如果想使用遠程傳(chuan) 感功能，一定要翻閱電源使用說明書(shu) 。在某些配置下或在使用兩(liang) 個(ge) 不同電源時，遠程傳(chuan) 感功能可能會(hui) 不能用。

3、為(wei) 應用尋找最好的台式電源

Series 2280精密測量DC電源提供高達192W輸出噪聲功率和優(you) 異的負載電流測量靈敏度。這些電源提供高達6?的數字分辨率，10nA電流測量分辨率，顯示電壓圖和電流圖。

Series 2281動態建模電池仿真裝置把電池測試、電池仿真與(yu) 高精度電源功能整合在一起，它能夠分析被測器件的直流功耗，測試電池，根據電池充電過程生成電池模型，為(wei) 任何類型的電池建模。獨特的顯示畫麵，顯示電池狀態，提供精密電源模式。