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  • 進一步提升電源使用技巧的4種方法詳情
    • 發布時間:2020-05-27 16:25:06
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    進一步提升電源使用技巧的4種方法詳情
    電源是將其它形式的能轉換成電能的裝置。電源自“磁生電”原理,由水力、風力、海潮、水壩水壓差、太陽能等可再生能源,及燒煤炭、油渣等產生電力來源。常見的電源是干電池(直流電)與家用的110V-220V 交流電源。
    當今的設計對為其上電的系統提出了更高的要求。您可能會發現,很多的設計問題是由電源系統引起的。為進一步提升您的電源使用技能,本電子書在第一期的基礎上又增加了四種技巧。
    提升電源使用技巧(一)-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。就以最受歡迎的 120 W 臺式電源為例,它的 OCP 值最小也是限制到 100 mA 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 20 mA 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。圖1是把電流限制在 20 mA 以下的一個簡單示例。
    電源,提升電源使用技巧
    圖1:表征 CC 極限值小于 20 mA 的小型 LED 陣列的電壓和電流
    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。
    提升電源使用技巧(二)-表征不斷變動的功耗狀態
    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與睡眠狀態之間切換功耗,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2.7V的電壓極限之前,以5A的最大速率進行充電的情況。
    電源,提升電源使用技巧
    圖2:E36312A 正在捕獲一個 100 F 超級電容器的充電情況
    當電容器達到 2.7V 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。
    提升電源使用技巧(三)-了解瞬態響應
    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 15 mV 的瞬態響應時間是 50 us。通道 1 的最大電流是 5 A,50% 就是 2.5 A。
    電源,提升電源使用技巧
    “直流電流瞬態響應:瞬態響應是什么?如何測量?為什么它如此重要?”
    電源,提升電源使用技巧
    圖3:上方顯示的是電流從 50% 升至 100%,然后又返回 50% 所發生的電流曲線變化。響應電壓如下方所示,其中包括小的瞬態變化。
    電源,提升電源使用技巧
    圖4:圖中的輸出電壓顯示了較小的電壓瞬態變化。
    電源,提升電源使用技巧
    圖5a:在 E36312A 的通道 1 上進行瞬態測量。在電流從滿負載減至一半以后,電壓在 30 us內恢復至 15 mV,反之亦然。
    電源,提升電源使用技巧
    圖5b:峰值電壓通常與負載特性密切相關,因此不會被表征。切記,要用較短的電線并且雙絞,以便實現更快的瞬態響應。
    提升電源使用技巧(四)-使用列表模式動態地改變輸出
    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。以下是一些其他選擇:
    1、使用外部觸發或通過按鍵來啟動列表
    2、根據時間或觸發來推進每個點
    3、輸出一次列表,或者重復它
    4、為多路輸出電源的每路輸出使用一個獨特的列表
    5、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。
    電源,提升電源使用技巧
    圖6:沿著一條曲線改變燈泡電壓可以制造出流暢的燈光秀
    電源的性能指標
    優質的電源一般具有FCC、美國UL和中國長城等多國認證標志。這些認證是認證機構根據行業內技術規范對電源制定的專業標準,包括生產流程、電磁干擾、安全保護等,凡是符合一定指標的產品在申報認證通過后,才能在包裝和產品表面使用認證標志,具有一定的權威性。
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