技巧1為低功耗設備供電
很多設備都是為使用低電壓、低電流而設計的。如果功率過高,這些低功率設備很容易受到損壞。避免電源損壞的最佳方法是使用專為低功率應用而設計的電源。
對于更高功率的電源,即便其最小的 OCP(過流保護)值也可能還是不夠低。就以受歡迎的120W臺式電源為例,它的 OCP 值最小也是限制到100mA或更高。低功率的設備更適合使用低功率的電源。例如,電流一旦超過20mA就會損壞 LED 陣列樣品。此時需要電源能夠通過 CV/CC 跳變或 OCP 來限制電流,從而保護設備。
CV/CC 跳變可將電流保持在限定范圍內,防止出現過流情況。消除了過流情況,電源就會回到正常的工作狀態(tài)。圖1是把電流限制在20mA 以下的一個簡單示例。
OCP 是一種閉鎖功能。一旦電流超過 20 mA,輸出就會設為 0 伏并保持在零位。清除 OCP 即可重新啟動輸出。
輸出功率較低的電源與輸出功率較高的電源相比,其噪聲更低。那些用于測試LED陣列的電源,其輸出噪聲通常都小于 350 uVrms。
E36312A 三路輸出電源在所有三路輸出上均有 20 mA 的量程,非常適于測量低電流。使用它的低量程測量小于 20 mA 的電流時,我們可以獲得更高的分辨率和精度。
技巧2表征不斷變動的功耗狀態(tài)
許多設備都被設計為能夠在不同的時間使用不同的功耗。某些設備可在工作狀態(tài)與睡眠狀態(tài)之間切換功耗,從而延長電池的使用壽命。電池和電容器都需要經常充電。在過去,通常是用外部分析儀來記錄電壓和電流隨時間的變化。
為超級電容器充電
我們可以使用臺式電源來確定超級電容器的充電率。超級電容器可以儲蓄大量電能,因而需要特別小心,以免對其造成損壞。三個主要關注點包括:
1. 電壓極性
2. 限制充電率
3. 防止過壓
超級電容器的工作電壓通常設計為 2.7 V 或更低。通過將多個超級電容器串聯,我們可以獲得更高的充電電壓。但此時需要采取措施來限制充電電流,因為超級電容器的串聯電阻較低,無法自行限制充電電流。
我們可以對臺式電源最大電壓和恒流限制來進行配置。電源將會監(jiān)測電壓和電流情況。對于測量結果隨時間的變化,我們可以手動收集,也可以用計算機來收集。
簡單的程序或應用軟件(如 BenchVue)可以幫助檢索電源,以便搜集數據并繪制圖形。某些新款臺式電源配有圖形用戶界面,還可直接使用 USB 存儲器進行記錄。圖 2 中的示例是超級電容器在未達到 2.7 V 的電壓極限之前、以 5 A的最大速率進行充電的情況。
當電容器達到 2.7 V 以后,吸收的電流將會越來越少。電容器完成充電之后必須及時拔除電源,以避免它向電源放電。USB 中的數據可以導入Excel 進行深入分析。
技巧3了解瞬態(tài)響應
瞬態(tài)響應
您注意過在啟動空調以后屋里的燈光瞬間變暗的情況嗎?這是因為空調吸收了大量電流,致使供電電壓下降,進而導致了燈光變暗。一小段時間之后,電壓還會恢復正常。直流電源上的輸出阻抗,也會造成類似的電壓瞬變。對電流的需求突然增加時,電源的輸出電壓就會瞬間下降。同理,電流的下降會導致電源電壓突然升高。瞬態(tài)響應是電源在負載的巨大變化中恢復正常的速度。例如,對于E36312A來說,當電流從50%變到100% 時,其恢復到15mV的瞬態(tài)響應時間是50us。通道1的最大電流是5A,50% 就是2.5A。
技巧4使用列表模式動態(tài)地改變輸出
列表模式使電源可以像模數轉換器(DAC)或低頻波形發(fā)生器一樣工作。典型應用包括生成脈沖序列、斜波和階梯波形。擁有列表模式的電源有很多,其最大步進從100 到 512 步不等。是德科技的電源產品擁有多種觸發(fā)選擇,可讓多通道電源或外部儀器利用列表模式保持同步。在列表模式中,通常每一步都會包括電壓電平、電流限制和輸出觸發(fā)。以下是一些其他選擇:
使用外部觸發(fā)或通過按鍵來啟動列表
根據時間或觸發(fā)來推進每個點
輸出一次列表,或者重復它
為多路輸出電源的每路輸出使用一個列表
保持在最后一次的電壓進行輸出,或在列表結束時返回到初始電壓
例如,由于人眼能夠感應到光線的非線性變化,因此我們可以使用列表模式讓燈光以非線性的方式變暗。沿著圖 6 中的曲線改變燈泡電壓,燈光會更加流暢地逐漸變暗。生成輸出電壓的列表時,使用的就是這條曲線上的各個點。如圖 7 所示,我們可以利用 Keysight E36312A 臺式電源的前面板來輸入列表。在這個示例中,您希望將電源用作電壓源,而且電流要高于燈泡所需的更大值。BOST(步進開始處觸發(fā))和 EOST(步進結束處觸發(fā))可以用來在一個步進的開始和結束處生成外部觸發(fā)。
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