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转——电源远端回读精确控制输出电压——电源技术和应用(14)
7 k0 q* \) g( t! j( u理想状态下,电源与负载间的引线连接不存在电阻。事实上,引线的电阻会随着引线长度和线规而增大。当电流在电线中传输时,就可能产生电压降,降低负载的电压。这种情况在有些场合非常常见,例如在自动化测试系统中,其导线的长度会有4-10米,中间还可能会有些控制开关,整个回路中导线的电阻可能达到0.1-0.5欧姆。如果这是回路中的电流达到10A,其导线上的电压损耗可能足以影响整个测试过程。在一些现场测试中,我们看到有些导线又几十米,甚至几百米,如果处理不当,被测设备都无法正常工作。为了弥补这一点,需要使用远端感应来补偿导线上的压降。8 H# W$ t \# m6 g) J
% [) ~/ |( Y( [5 Y3 f. e8 C* z0 [1 s
通常,电源出厂时会在输出端上连接电压感应线。 如果电源到负载的引线很长, 而且可能有继电器和连接器的复杂设置,输出端的电压将无法精确地传递到负载端。(图 1)
3 M. e9 N! n, K, ~. h / a9 z6 ~- L- ~
9 a5 B4 ]4 ?# P+ d( t0 I' F) f+ C& a
: H! o2 W9 c2 u9 b
电源与负载连接线上的电阻造成的电压损耗,可能会使负载端的实际电压远远低于您的预期, 这个电阻值取决于电线的尺寸和长度。 例如,高电流总会引起明显的压降,即便是使用短的负载引线。 下表中列出了不同尺寸的铜线的电阻:6 J6 E. ^; `: N, F" t
; A n" i" D! i$ F4 {
线规 k9 b+ U) B8 s( A: w
(AWG). T1 H$ q" a& i
| 电阻
' g [9 f1 G. \ X4 i(mΩ / ft)
$ N, a2 f- G' t/ W9 G | 22
/ s* ^2 K5 G. v8 W3 X! ]( [ | 16.10 j( u2 @7 `7 R3 ]4 z: c% f( A
| 202 Z+ C- x1 g. ~
| 10.25 B( d* V+ a: M- L5 p
| 18
0 W G8 L' I2 K- L( Q | 6.39
+ c6 `- C( P& G: ~1 s+ L, G1 z6 i | 16
/ N1 ^! m, d5 e2 c" ^! I+ B! [ | 4.02
8 h4 f) e" j4 }1 ?% M! ` | 14
1 C6 y( c2 w, `, y0 ^) |; q Z( D* n | 2.53+ V3 K& `) u$ B. t/ O C
| 12
# l2 |$ u' j8 I8 L9 y/ J: r& _ | 1.59+ t9 Y- A! q9 D+ g+ K8 [0 ^* |4 q
| 10
, y/ R6 Q3 c8 c& G. P( M | 0.999$ i2 s3 @3 n' t) g" C6 E/ ?
| ) z: }8 Y6 _4 v5 y& V4 c
: f a; T. D, V) l. ?
通常,铜线的尺寸每增加 3 gauge,电阻就会双倍增加。您必须选择恰当尺寸的电线, 以满足负载的电流要求,负载中的远端感应将会改善电压调整效果,使您无需缩短引线长度或降低线规。
( V$ f5 T) w1 S7 ~! L7 J$ q- n
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9 h* `' K: F+ {3 m, O/ ?将远端感应端连接到负载端,内部回馈放大器可以直接读取负载端(而不是输出端子的)电压。鉴于控制回路能够直接感测负载电压,电源通过补偿,会使负载电压保持恒定,而不必过多考虑负载引线尺寸、负载引线长度、输出继电器或连接器引起的压降。' d7 ~9 {6 L/ n( p' ^
. w% g3 Z' ]: V+ Y$ j0 u使用远端感应时需要注意以下几点:( s, J# J5 L5 ^3 Y1 r+ l
•
# n. D' u; [% ?+ d: l$ k* o$ p, X, e感应引线使用双线双绞屏蔽线, 将感应引线电缆的屏蔽连接到电源端的接地。% B" D- G+ P/ Y: D F
•1 G+ k4 H& u. M0 l
不能把感应引线和负载引线缠绕或**在一起。' F5 u9 ?* [; t& b
•4 U( f( A. Z3 }" m1 I# ^
避免感应端子(输出反馈路径的一部分)形成开路。
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安捷伦使用内部感应保护电阻。如果感应引线无意中呈现开路,电阻能够避免输出电压过度升高。 Y! o# Z& C3 M7 M+ J3 ]( y0 r
•
6 i, j: W/ Z; G. s' v$ X2 x大多数电源仅能补偿最高几伏特的负载引线压降,通常小于或等于最大输出电压的10%。
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为了实施远端感应(图 3):2 H6 u7 R9 ~; n" ^+ h
1.
I9 D c7 ?: m. C, o# v) d断开感应端与输出端的直接连接。
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将每一个感应端连接到适当极性的负载端触点。
6 c- `# o# a I7 E6 L% }7 g/ n3.
- S4 s3 A7 L" |- g& [4 K如果必要,设置电源为远端感应模式, 或 4 线模式。* e% Y: L8 K* t I ]/ a. x
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图3:远端感应和回读的正确接线方式/ d" j, u% N0 [6 W
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4线连接中,电流从电源的V+、经过导线、到被测件DUT、再经过导线回到电源的V-,而电源的感应端S+,S-没有电流经过,所以可以直接测量到被测件DUT的电压。2 d z* h' {3 Y7 a* f
然后电源内部会自动对S+,S-感应电压与设定值进行校正,从而保证DUT上获得精确的设置电压。
" ]& a1 M0 T6 h. Y. h$ W& }+ Q当然,任何电源的感应补偿修正能力都是有限的,通常在10%左右,如10V的电源,补偿范围在1V左右,具体需要查看电源的规格书。 | f e( z/ y# W: i4 ]
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