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影响可编程直流电源精度的因素


  来源: EA电源 时间:2024-09-25 编辑:清风
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测量精度是所有测试系统的基本规格。精度规格是系统中所有设备和系统整体布局的综合考量,包括布线选择和配置。确定测试系统精度必须包括测试系统中所有可编程直流电源的精度。那么,是什么定义可编程直流电源的精度呢?接下来我们将从以下三方面介绍影响可编程直流电源精度的设备参数和布线配置。


• 涉及精度的相关术语

• 远程感测

• 电源和负载的布线


可编程直流电源的精度规格和术语


让我们首先看看设备的其他规格,这将有助于更好的理解电源的输出精度。


• 显示精度 - 此规格通常是设备精度的主要贡献者。这个参数基本上是电源输出和反馈路径中所有组件的误差预算。显示精度表示为满量程电压的百分比数值或输出电压设置的百分比数值。


• 负载调节-负载调节定义了随着负载电阻的减小,需要更多电流来维持固定电压值时,输出电压的下降。更高的电流输出会增加电源电路输出路径上的电压下降。负载调整率表示为满量程电压或程控输出电压的函数。


• 稳定性 -在指定的时间间隔内的漂移决定了稳定性。该时间间隔可以是一个八小时的工作班次。制造商可以将稳定性定义为满量程电压的百分比。并非所有制造商都定义此参数。


• 噪声 - 输出中的变化来自于电子元件中产生的噪声。制造商将噪声定义为纹波或者就是噪声。噪声是所有电子电路中电压的随机变化。纹波是由于交流输入电压整流不完美而导致的输出电压的周期性变化。规范可以包括rms (均方根值)、峰值。


如果我们查看 EA-PSI 10000 3U 可编程直流电源的数据表,PSI 10200-70 200 V,70 A,5 kW电源具有以下精度参数:

显示精度:≤满量程电压的0.05%

负载调整率:≤满量程电压的0.05%

稳定性:≤满量程电压的0.02%

纹波(rms)≤40 mV


考虑最坏的情况下,即精度是累加的。PSI 10200-70的输出精度为:


(0.05% + 0.05% + 0.02%)*200 V + 40 mV = 0.12%*200 V + 40 mV = 240 mV + 40 mV = 280 mV


因此,对于24 VDC的输出,总的最大误差为0.28 V/24 V·100% = 1%。总的%误差随着输出的增加而减少,达到200 V输出时的最小值0.1%。误差很小,但需要包括所有参数以评估电源的总潜在误差。


远程感测的重要性


仅测量精度并不能决定可编程直流电源在测试系统中的性能。另一个重要的考量因素是电源如何在负载处保持所需的电压容差。施加到负载的电压受到电源的输出设置和到负载接线的影响。确保负载处的电压是所需电压的最佳方法是使用远程感测,它补偿了测试引线电阻导致的压降。


仅使用电源的两个输出端子连接到负载称为本地感测,此时负载处的电压为:


VLoad = VSupplyOutput – 2·VLead

= VSupplyOutput – 2·Iload·RLead


无论电源的精度有多好,施加到负载的电压都不会具有同样的精度。电源精度是在其输出端子定义的,但工程师主要关心的是负载处的电压精度。如果负载电流 ILoad大,根据公式 VLead = Iload·RLead,这将降低负载处的电压,导致误差可能会很大。


如图1所示,远程感测使用两个感测端子来测量负载处的电压,并将此电压反馈到电源控制电路。负载电压感测电路具有高输入阻抗,因此从负载处抽取的电流可以忽略不计。控制/功率放大器电路调整 VSupplyOutput,以保持负载处的电压为程控输出电压。实际上的 VSupplyOutput = 程控输出电压+测试引线中的压降(2* Iload·RLead)。


图1. 使用远程感测,确保负载处的电压是程控输出电压


布线方法


虽然使用远程感测可以补偿测试引线中的压降以及由此导致的负载处电压降低,但这对于电源可以维持其精度的测试引线中的电压降幅度是有限的。对于 PSI 10200-70 和 EA-PSI 10000 系列,引线中的总压降必须小于额定输出电压的5%。


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