可編程電源就是某些功能或參數(shù)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件編程控制的電源。比如設(shè)置輸出電壓是多少，最大輸出電流是多少，超過(guò)這個(gè)值則不能正常供電等等。本文首先介紹了可編程電源的作用及工作模式，其次闡述了可編程電源在汽車電子產(chǎn)品脈沖測(cè)試及各類測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用，最后介紹了可編程電源選型考量的12大因素，具體的跟隨小編來(lái)了解一下。

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(dòng)的功能，即跟蹤功能。跟蹤功能指所有的輸出同時(shí)被控制，并且通過(guò)保持電壓與事先設(shè)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(gè)處于領(lǐng)導(dǎo)位置的輸出的最大電流存在極限值，而且輸出電流達(dá)到該極限值時(shí)，則所有其他處于從屬地位的輸出電流也同時(shí)進(jìn)入限流狀態(tài)。如果設(shè)備中安裝了電子保險(xiǎn)絲，則到達(dá)該極限值的輸出將被斷開(kāi)，進(jìn)而其他處于從屬位置的輸出也全部被斷開(kāi)。

2、感應(yīng)（SENSE）模式——補(bǔ)償導(dǎo)線本身電阻

在普通模式下，電壓通過(guò)導(dǎo)線直接加載在負(fù)載上，從而保持負(fù)載電壓的穩(wěn)定。由于負(fù)載電流會(huì)在連接導(dǎo)線上產(chǎn)生壓降，因而實(shí)際負(fù)載電壓應(yīng)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(chǎng)合，電源的輸出連接導(dǎo)線上形成的壓降已不能忽略。如電源設(shè)定輸出為3.3V/1A，假設(shè)輸出線的電阻是0.3歐，就會(huì)在導(dǎo)線上形成0.3V的壓降，那么實(shí)際到達(dá)的電壓變?yōu)?.0V，這足以導(dǎo)致被供電的單元不能正常工作。類似于萬(wàn)用表測(cè)電阻時(shí)的四線測(cè)量法，我們需要對(duì)導(dǎo)線壓降進(jìn)行補(bǔ)償。為此，可使用SENSE端子直接測(cè)量負(fù)載兩端電壓。由于SENSE導(dǎo)線中的電流很小，因而產(chǎn)生的電壓降可以忽略，即電源設(shè)備感應(yīng)的電壓實(shí)際上就是真正的負(fù)載電壓，這樣電源設(shè)備將提高自己的輸出，使其等于導(dǎo)線壓降和所需負(fù)載電壓之和，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于導(dǎo)線壓降的補(bǔ)償，使負(fù)載真正獲得所設(shè)定電壓值。另外，有些電源加入了回讀功能也是為了補(bǔ)償導(dǎo)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(shí)間變化的波形，例如德國(guó)惠美公司的HM8143，它相當(dāng)于一臺(tái)固定點(diǎn)數(shù)（如1024點(diǎn)）的任意波形發(fā)生器，即由固定對(duì)電壓與時(shí)間間隔參數(shù)、列表對(duì)應(yīng)產(chǎn)生，可生成低頻范圍內(nèi)用戶可自定義的波形，這個(gè)信號(hào)的頻率由每個(gè)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔確定。任意信號(hào)以數(shù)字形式生成，而且定義起來(lái)相當(dāng)簡(jiǎn)單。通常，一個(gè)任意波形信號(hào)可包括各種大小不同的振幅，經(jīng)過(guò)逐個(gè)處理后可以生成周期性重復(fù)波形。這些編程波形可以是單脈沖，也可以是重復(fù)連續(xù)的波形。編程輸出電壓，也可被外調(diào)制。信號(hào)在儀器規(guī)格允許的范圍內(nèi)可被自由定義，并可存儲(chǔ)于儀器中。此類信號(hào)可通過(guò)RS-232、IEEE-488或者USB接口進(jìn)行定義。

4、調(diào)制

某些可編程任意電源有外部調(diào)制功能，利用后面板上的端子，可對(duì)兩組輸出進(jìn)行調(diào)制。例如，德國(guó)惠美公司的HM8143，高達(dá)1V/μs的調(diào)制斜率和在任意模式下100μs最小脈沖寬度允許生成復(fù)雜的負(fù)載特征。無(wú)論功率大小，線性輸出組件的失真度都非常低，以便于進(jìn)行外部調(diào)制。

可編程電源的工作模式

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(fù)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(fù)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(dú)立進(jìn)行，而且一臺(tái)電源設(shè)備的輸出也可以連接另外一臺(tái)電源設(shè)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(shè)定值最小的電源設(shè)備決定，因而此時(shí)所有設(shè)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(shí)所有設(shè)備的輸出電壓都相同，大小由額定輸出電壓最低的電源設(shè)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(shè)備規(guī)格相同，則在并聯(lián)時(shí)請(qǐng)檢查各電源設(shè)備上分配的電流是否平均，由于并聯(lián)時(shí)流過(guò)各電源設(shè)備的電流大小相同，如果使用了其他類型的電源設(shè)備，在沒(méi)有過(guò)載保護(hù)的條件下，此類電壓可能會(huì)被電流損壞。

可編程電源應(yīng)用

1、汽車電子產(chǎn)品脈沖測(cè)試

某國(guó)際知名品牌汽車電子產(chǎn)品生產(chǎn)商使用此可編程電源進(jìn)行產(chǎn)品的電壓脈沖測(cè)試實(shí)驗(yàn)，用其驗(yàn)證產(chǎn)品的可靠性、穩(wěn)定性；

采用可編程直流電源，內(nèi)置符合汽車電子領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)的常用測(cè)試波形，省去測(cè)試前繁瑣的編輯時(shí)間；測(cè)試工程師可以自行調(diào)整波形的參數(shù)，使其輸出不同測(cè)試等級(jí)下的波形；

該測(cè)試波形對(duì)電源的電壓上升、下降有嚴(yán)格要求，而全天科技可編程直流電源在此項(xiàng)上擁有國(guó)家專利，完全滿足測(cè)試需求；

該測(cè)試波形用來(lái)模擬汽車復(fù)雜電路中熔斷器斷路后，其他電路的電壓瞬時(shí)跌落對(duì)于電子設(shè)備的沖擊；

該測(cè)試波形與DIN40839標(biāo)準(zhǔn)下的測(cè)試波形類似，在中間部分增加一段紋波成分的測(cè)試，更加真實(shí)的模擬引擎啟動(dòng)測(cè)試；

2、各類測(cè)試系統(tǒng)

1）音響功放測(cè)試系統(tǒng)

2）點(diǎn)鈔機(jī)主控板測(cè)試系統(tǒng)

3）LED驅(qū)動(dòng)電源功能測(cè)試系統(tǒng)

4）鎮(zhèn)流器、LED驅(qū)動(dòng)電源老化系統(tǒng)

5）變頻器控制板、驅(qū)動(dòng)板測(cè)試系統(tǒng)

6）電焊機(jī)控制板、電源板功能測(cè)試系統(tǒng)

使用SP75VDC1500W機(jī)型，通過(guò)治具，配合操作軟件，測(cè)試PCB板各點(diǎn)之間的電參數(shù)；

客戶用于產(chǎn)線測(cè)試，需求用到5V，0.5A、10.7V，0.5A、28V，6A、30V，0.5A、36V，6A、48V，15A共6組輸出，要求能快速切換到需要的電壓電流，從而提高產(chǎn)線效率和方便操作員使用；對(duì)此，全天可編程電源提供快速調(diào)用功能，讓操作員能實(shí)現(xiàn)一鍵輸出一組需要的電壓、電流；

使用SP32VDC1000W機(jī)型，用于直流風(fēng)扇測(cè)試系統(tǒng)；全天可編程直流電源在系統(tǒng)中，提供待測(cè)直流風(fēng)扇供電。

可編程電源選型考量因素

1、電壓、電流、功率需求范圍

在對(duì)被測(cè)物（元器件、電路板、模塊、設(shè)備成品）測(cè)試時(shí)往往需要用到不同的電壓，如：《1》電路板中不同的電路部分工作電壓可能不同，在測(cè)試時(shí)需要模擬工作環(huán)境，提供不同的電壓；《2》在對(duì)被測(cè)物進(jìn)行欠壓、正常電壓、過(guò)壓測(cè)試時(shí)，也需要用到不同的電壓；《3》往往一個(gè)企業(yè)研發(fā)或者制造的產(chǎn)品是多樣化的，從設(shè)備投資角度，也期望一種電源可滿足盡可能多的應(yīng)用需求；

在對(duì)被測(cè)物（元器件、電路板、模塊、設(shè)備成品）測(cè)試時(shí)往往需要用到不同的電流，如：《1》在對(duì)被測(cè)物進(jìn)行空載、25%載、半載、滿載、超載測(cè)試時(shí)，需要提供不同的電流（功率）；《2》往往一個(gè)企業(yè)研發(fā)或者制造的產(chǎn)品是多樣化的，如充電器的研發(fā)或者制造企業(yè)，其產(chǎn)品的電壓、功率各不相同；

即使是產(chǎn)品比較單一的企業(yè)，也需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行OVP、OCP、OPP的測(cè)試；

綜合以上，對(duì)電源的電壓、電流、功率的范圍需求也就出來(lái)了，在綜合考慮預(yù)算與設(shè)備投資回報(bào)的基礎(chǔ)上，我們很容易選用一款或者幾款電源來(lái)滿足我們的測(cè)試需求；

很多時(shí)候，我們往往會(huì)選擇電源的組合來(lái)降低我們的投入，滿足我們的需求，如：低壓@大電流+高壓@小電流+中壓@大功率

2、串、并聯(lián)運(yùn)行需求的確定

如果需要比單個(gè)電源更大的輸出電流，我們可以并聯(lián)多個(gè)電源實(shí)現(xiàn)，通過(guò)總線進(jìn)行主從控制來(lái)確保系統(tǒng)的整體性能符合只有一個(gè)電源時(shí)的參數(shù)規(guī)格；全天科技主從控制可以最多10臺(tái)，電流均流可以達(dá)到差異在0.3A以內(nèi)；

并聯(lián)電源時(shí)，采用同型號(hào)機(jī)型進(jìn)行并聯(lián)；所有控制通過(guò)主機(jī)電源進(jìn)行的，總電流是每個(gè)電源輸出的電流值之和；

如果需要比單個(gè)電源更大的輸出電壓，可將直流電源串聯(lián)使用；（將一個(gè)電源的正極與另一個(gè)電源的負(fù)極相連接即可將多個(gè)電源串聯(lián)起來(lái)，首尾剩下的正負(fù)極即是串聯(lián)后的電源的正負(fù)極；）

全天科技的可編程直流電源，在串聯(lián)運(yùn)行時(shí)，可以進(jìn)行主從機(jī)控制，在主從機(jī)控制的情況下，通過(guò)設(shè)定主機(jī)即可輸出設(shè)定的參數(shù)，在此模式下，電壓會(huì)均會(huì)到主從機(jī)控制的所有電源；如：5臺(tái)串聯(lián)時(shí)，在主從機(jī)控制模式下，如果需要輸出電壓為50Vdc，則每臺(tái)的輸出電壓為10Vdc；所有控制通過(guò)主機(jī)進(jìn)行，總電壓不可以超出1000Vdc；

3、通訊與控制要求

在應(yīng)用時(shí)，很多時(shí)候，我們需要集成到系統(tǒng)，通過(guò)工控機(jī)控制，此時(shí)，就需要與工控機(jī)進(jìn)行通訊；那么，你就需要選擇有通訊接口的電源；在一個(gè)系統(tǒng)中，其他設(shè)備也有通訊的要求，而一般情況下，工控機(jī)的通訊接口會(huì)是多樣化的，這也需要集成到系統(tǒng)中的各個(gè)設(shè)備能提供不同的通訊接口可以選擇；系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的通訊接口，需要根據(jù)工控機(jī)與設(shè)備的通訊接口進(jìn)行協(xié)調(diào)使用，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)行效果好，設(shè)備投入低；（全天科技可編程直流電源標(biāo)配4種通訊接口：RS232、RS485、LAN、USB，2U機(jī)型可選配GPIB）

在一些應(yīng)用中，需要使用模擬量來(lái)進(jìn)行控制，此時(shí)，則需要電源有模擬量控制接口，通過(guò)這樣的接口，可以通過(guò)弱的電壓、電流、電阻信號(hào)來(lái)設(shè)置與控制直流輸出電壓、電流等；

（全天科技可編程直流電源同時(shí)可以提供WebServer遠(yuǎn)程控制功能，可通過(guò)電腦用Web控制直流輸出電壓、電流等）

4、瞬態(tài)響應(yīng)

瞬態(tài)響應(yīng)是衡量電源應(yīng)對(duì)電流需求變化或跟隨負(fù)載阻抗變化的能力的一個(gè)指標(biāo)。對(duì)于許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)，這都是一個(gè)重要的規(guī)格參數(shù)；當(dāng)輸出電流需求在短時(shí)間內(nèi)大幅增大或減小時(shí)，輸出電壓也可能會(huì)大幅降低或升高。電源的內(nèi)部電壓控制回路會(huì)努力將輸出電壓穩(wěn)定在其設(shè)定值處，但這種響應(yīng)并非瞬間進(jìn)行的；

要想提高瞬態(tài)響應(yīng)速度，有時(shí)就不得不忍受更大的紋波和噪聲；在可編程電源中，內(nèi)部電壓控制回路和輸出濾波器是互相制約的；大輸出濾波器限制紋波和噪聲，但降低電源對(duì)快速變化負(fù)載的響應(yīng)速度。而超快的內(nèi)部電壓控制回路則縮短瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間，但可能會(huì)產(chǎn)生過(guò)沖或下沖，由此損壞被測(cè)物；

電動(dòng)工具測(cè)試就是一種瞬態(tài)響應(yīng)的典型應(yīng)用案例，該應(yīng)用使用直流電源來(lái)模擬電動(dòng)工具的內(nèi)部電池；當(dāng)電動(dòng)工具電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，電流就會(huì)急劇增大；

而在測(cè)試汽車中使用的繼電器和保險(xiǎn)絲時(shí)，情況又完全不同。可編程直流電源必須在高達(dá)30VDC的電壓下提供大電流，而且通常需要5kW至10kW的功率。在測(cè)試過(guò)程中，過(guò)大的直流輸出電壓過(guò)沖會(huì)造成繼電器或保險(xiǎn)絲損壞。為避免這種情況，所使用的電源要能夠控制直流輸出電流瞬間從零變化到最大值或者從最大值變化到零。

5、負(fù)載調(diào)整率

可編程電源的另一個(gè)重要參數(shù)是負(fù)載調(diào)整率；它指的是因被測(cè)件的電流需求變化導(dǎo)致輸出電壓偏離其設(shè)定值的百分比；正常情況下該效應(yīng)的影響應(yīng)該很小；

6、線性調(diào)整率

線路調(diào)整率指因交流輸入線路電壓變化所導(dǎo)致的直流輸出電壓或電流變化百分比；該參數(shù)在輸入線路電壓不穩(wěn)定時(shí)非常重要；

7、斜率

通常輸出電壓斜率（上升和下降時(shí)間）也是需要重點(diǎn)考慮的一個(gè)參數(shù)；為改善紋波和噪聲參數(shù)，可編程直流電源的輸出濾波器使用大電容來(lái)儲(chǔ)存大量能量；其充電、放電時(shí)間以及被測(cè)物的電流需求很大程度上共同決定了電源的電壓斜率；

直流輸出下降時(shí)間，不僅依賴于可編程直流電源輸出的內(nèi)部LCR濾波器網(wǎng)絡(luò)，而且還依賴于所連接的被測(cè)物的測(cè)試要求；如果僅通過(guò)被測(cè)物的電流消耗，尤其是被測(cè)物與電源電流容量相比相對(duì)較低，或者空載測(cè)試時(shí)，要把輸出電容器內(nèi)儲(chǔ)存的所有能量都通過(guò)被測(cè)物“釋放”出來(lái)可能耗費(fèi)數(shù)秒時(shí)間；全天科技的可編程直流電源在此方面取得專利，利用特殊電路進(jìn)行能量消散，提升斜率參數(shù)，減少測(cè)試時(shí)間；

另外，改善斜率的一種方法是選擇一款具有更高直流輸出范圍的可編程電源；假如被測(cè)物是電動(dòng)工具，并且僅需要20Vdc的電源就能滿足所有測(cè)試應(yīng)用要求，則建議選用一款40Vdc的電源，但限壓輸出僅使用最高20Vdc的輸出電壓；這是因?yàn)?0Vdc電源所需要的輸出電容會(huì)比20Vdc可編程電源所需要的電容要小很多，由此造成兩種電源從0V升至20Vdc或40Vdc所需的上升時(shí)間是一樣的；即，從上升時(shí)間（單位：V/ms）來(lái)看，40Vdc電源的上升速度將會(huì)快1倍。

8、拉載性能

在部分應(yīng)用中，電源抗沖擊電源的拉載性能也是一個(gè)主要的考慮因素，如針對(duì)感性、容性測(cè)試物的測(cè)試時(shí)，被測(cè)試物通電瞬間所吸收的輸入電流非常大（如，空調(diào)壓縮機(jī)啟動(dòng)瞬間，電機(jī)啟動(dòng)瞬間、電機(jī)堵轉(zhuǎn)時(shí)）；此時(shí)，需要根據(jù)被測(cè)物的特性來(lái)確定電源的電流（功率）；

9、補(bǔ)償功能

此功能是用于補(bǔ)償線壓降；在所有的應(yīng)用中，電源直流輸出接口與線纜會(huì)存在線電壓降，并且從電源直流輸出電路到電源直流輸出對(duì)外接口也同樣會(huì)存在線壓降；此時(shí)，連接電源電壓遠(yuǎn)端補(bǔ)償線至被測(cè)物連接位置，即可補(bǔ)償線壓降，提升測(cè)試精確度與準(zhǔn)確度；

10、恒流模式

雖然大多數(shù)電源都在恒壓模式下工作，但也有許多應(yīng)用需要在恒流模式下使用直流電源。當(dāng)運(yùn)行于恒流模式下時(shí)，較重要的是電流控制精度，不必注意輸出電壓設(shè)定值精度和分辨率，并且輸出電壓紋波和噪聲也沒(méi)有輸出電流紋波和噪聲那么重要。

11、穩(wěn)定可靠性

穩(wěn)定性是衡量電源輸出電壓或電流長(zhǎng)期漂移的一個(gè)指標(biāo)；

在LED電源老化測(cè)試中，可編程電源長(zhǎng)期處于運(yùn)行狀態(tài)，在此測(cè)試中，需要電源能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定可靠的工作；穩(wěn)定性主要用百萬(wàn)分率或ppm表示。

12、預(yù)算

在電源的選擇過(guò)程中，預(yù)算是必須考慮的一個(gè)重要因素，考慮不同參數(shù)要求的電源產(chǎn)品的組合來(lái)減少投入；同時(shí)，可以考慮串、并聯(lián)的方式來(lái)擴(kuò)容，增加電源覆蓋需求的廣度。