可編程電源簡介

一.什么是可編程電源?

可編程任意電源就是某些功能或參數(shù)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(wěn)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(tài)字實現(xiàn)可控，大部分的電源是通過串口連接的?？赏ㄟ^通訊規(guī)約，設定“最大電流、最大電壓、最大功率、實際電壓”等等。可編程任意電源的主要指標是編程時間，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(lián)模式，并聯(lián)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(lián)模式或串聯(lián)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(lián)模式，為了獲取更大的輸出電流，可采取并聯(lián)模式。

1)串聯(lián)模式在串聯(lián)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(lián)模式為了提高輸出的總電流大小，可采取并聯(lián)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(lián)支路的電流之和。 如果所采用的電源設備規(guī)格相同，則在并聯(lián)時請檢查各電源設備上分配的電流是否平均，由于并聯(lián)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(lián)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(tǒng)一指揮。例如：如果電壓1從10V變?yōu)?2V，則電壓2和3將隨之從5V變?yōu)?V，電壓4隨之從20V變?yōu)?4V。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(tài)。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(wěn)定。由于負載電流會在連接導線上產(chǎn)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 × 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?yōu)?.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(chǎn)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(xiàn)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 有些可編程任意電源有任意波形編輯功能，即產(chǎn)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(shù)(如1024點)的任意波形發(fā)生器，即由固定對電壓與時間間隔參數(shù)、列表對應產(chǎn)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(shù)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(jīng)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(xù)的波形。編程輸出電壓，也可被外調制。信號在儀器規(guī)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 某些可編程任意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(fā)展史

發(fā)展史： 第一代：1969年~1972年，代表產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)在，代表產(chǎn)品有 ·美國GOULD公司的A5900 ·德國西門子公司的S7系列 發(fā)展方向： ·產(chǎn)品規(guī)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(tǒng)操作站配高分辨率的監(jiān)視器 ·追求軟、硬件標準化 。