理解線性電源指標

電源指標概述

乍一看，可變直流電源設備似乎很簡單，但它是一種極為復雜、準確而且耐用的高負荷電子設備。無論是阻性、感性、容性、低阻抗、高阻抗、穩(wěn)態(tài)還是可變負載，電源設備都必須可靠地提供穩(wěn)定、精密和清潔的電壓和電流。在說明書中明確說明了電源達到此目標的質(zhì)量以及在何處達到極值。根據(jù)應用選擇適合的電源要求透徹理解電源指標。

下面介紹線性電源指標。線性電源非常耐用、準確并能提供低噪聲功率。它們簡單、直接的反饋機制提供了優(yōu)秀的負載調(diào)整率和整體穩(wěn)定性。
圖1顯示了線性電源的簡化框圖。

線性電源指標

線性電源有很多指標，但可以從邏輯上劃分為三類：準確度和分辨率、穩(wěn)定性以及交流特性。我們將分別介紹屬于這三類的重要指標。

大多數(shù)直流電源有兩種工作模式。在恒壓（CV）模式下，電源會根據(jù)用戶設置調(diào)節(jié)輸出電壓。在恒流（CC）模式下，電源將調(diào)節(jié)電流。電源是CV模式還是CC模式不僅取決于用戶設置還取決于負載電阻。在CV模式和CC模式下，電源適用不同的指標。

準確度和分辨率

在任意給定時間上，電源調(diào)節(jié)電壓或電流并在儀器準確度范圍內(nèi)使電壓或電流與設置相匹配。

·在CV模式下，在儀器準確度指標范圍內(nèi)輸出電壓匹配電壓設置。電流由負載阻抗決定。

·在CC模式下，輸出電流匹配電流極限設置。電壓由負載阻抗決定。

在歷史上，直流電源用戶使用電位計設置輸出電壓或電流。今天，微處理器從用戶接口或遠端接口接收輸入。數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）接收數(shù)字設置，將其轉(zhuǎn)換為模擬值并用作模擬調(diào)節(jié)器的參考。設置分辨率和準確度的值由轉(zhuǎn)換質(zhì)量和調(diào)節(jié)過程決定。

電壓和電流設置（有時稱為極限或設置值）分別有與之相關的分辨率和準確度指標。這些設置的分辨率決定了輸出可調(diào)的最小增量，準確度描述了輸出值符合國際標準的程度。應當分別考慮設置和回讀指標?；刈x準確度好并不一定就意味著設置準確度好。

大多數(shù)直流電源提供內(nèi)置儀表測量電壓和電流。這些儀表測量電源輸出提供的電壓和電流。由于儀表讀取返回至電源的電壓和電流，所以儀表測量值通常稱為回讀值。大多數(shù)專業(yè)電源包含了使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字儀表并且這些內(nèi)部儀器指標類似于數(shù)字萬用表指標。電源在前面板顯示儀表值并通過其遠程接口（如果配置了）發(fā)送儀表值。

設置準確度

設置準確度決定了調(diào)節(jié)參數(shù)與國際標準定義理論值的接近程度。電源輸出不確定度主要由DAC誤差項（包括量化誤差）決定。通過連至電源輸出端的可追蹤、精密測量系統(tǒng)測量調(diào)節(jié)變量進而測試設置準確度。設置準確度為：

±(設置值的%+偏移量)

例如，2200-32-3電源的電壓設置準確度指標為±(0.03%+3mV)。因此，當設置輸出5V時，輸出值不確定度為(5V)(0.0003+3mV)，或4.5mV。電流設置準確度也類似地規(guī)定和計算。

設置分辨率

設置分辨率是電源上電壓或電流的最小設置變化量選項。有時，此參數(shù)稱為編程分辨率。分辨率指標限制了可設置的離散電平數(shù)。通常，離散電平數(shù)由用戶接口位數(shù)和DAC位數(shù)共同決定。更多位數(shù)的DAC能更精細地控制其輸出并能提供更分明的環(huán)路控制參考值。但是，失調(diào)和增益誤差校正會使分辨率低于DAC提供的位數(shù)。

用單步設置修改分辨率不一定總會使輸出相應改變。但是，設置準確度指標管理著設置與輸出的關系，并應在此容許范圍內(nèi)校準儀器。

設置分辨率可以用絕對單位值或滿量程百分數(shù)表示。例如，2200-32-3的電壓設置分辨率為1mV，電流設置分辨率為0.1mA。

回讀準確度

回讀準確度有時也稱為儀表準確度。它決定了內(nèi)部測量值與輸出電壓理論值的接近程度（在啟用設置準確度之后）。像數(shù)字萬用表那樣，使用追溯性的參考標準測試回讀準確度?；刈x準確度表示為：

±(測量值的%+偏移量)

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