白皮书精通电源:利用自动量程调节、自动串联、自动并联功能输出更大电流和更高电压
电源输出特征主要有以下三种类型:引言
选择电源好比选择一双合脚的鞋子,您选择的电源要适合您的应用。就功率而言,太小的电源无法为器件正常供电,而太大的电源又无法提供足够的分辨率来设置电压和电流限值。自动量程调节、自动串联和自动并联功能可使电源具有较低的输出功率,从而满足更多器件的功率要求。低功率电源的优势主要体现在输出噪声低、响应时间短和精度提高方面。新型 200 W E36200 系列属于自动量程调节电源,用于替代较早的 200 W E3633A 和 E3634A,而且可以针对不同的电源架构提供实际比较。
比较输出架构最简单的方法是使用图表。输出特征采用图形方式来表示所有的有效电压和电流组合。它绘制出一个区域的边界,这个区域内包含了特定输出下的所有电压和电流组合。输出特征内的任意电压—电流组合都是该电源的一个有效工作点。
它们之间的主要区别在于输出特征的形状,下面对此详加探讨。
?矩形(最常见)?双量程?自动量程页 1
矩形输出特征查看图 1 中的电压—电流图时,如果看到矩形输出特征的形状是一个长方形,我们不用感到奇怪。最大功率是指在最大电压和最大电流时产生的功率。例如,一个 20 V、 10 A、200 W 的电源呈现矩形输出特征。您可以将电压设置为 0 到 20 V 之间的任意值,将电流设置为 0 到 10 A 之间的任意值。由于 20 V x 10 A = 200 W,因此在最大电压和电流设置下会出现一个最大功率点 Pmax。单量程V302520151050V最大=20 VP最大=200 WI最大=10 A5101520I图 1. 矩形输出特征的特点是有一个最大功率点
这种电源的缺点在于,它只能在 20 V,10 A 时提供 200 W 功率。如果需要 20 A,
10 V 的话,该电源无法提供。为了解决这个问题,就出现了双量程电源。
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双量程输出特征在观察电压—电流图形时,双量程输出特征看上去就像矩形输出特征发生了重叠一样。因此,其最大功率点出现在两个电压—电流的组合处。V30252015E3633A 200 W 双量程V最大=20 VP最大=200 W高电压量程10P最大=160 WI最大=20 A505101520I图 2. 双量程 E3633A 的输出特征
与具有矩形输出特征的电源相比,具有双量程输出特征的电源拥有更加广泛的输出范围。它能覆盖更多的电压—电流组合,又不像更大功率电源那样昂贵、庞大和沉重。在较高量程下可以提供最大电压 Vmax,在较低量程下可以提供最大电流 Imax。电源无法同时输出 Vmax 和 Imax。
出于这个原因,双量程电源的电压和电流技术指标为“最大值”。图 2 所示为 200 W 双量程 E3633A 实例,图 3 为 E3634A。请注意,低量程产生的功率略低于高量程。
VE3634A 200 W 双量程V最大= 50 VP最大= 200 W605040P最大=175 W3020低电压量程10I最大=7 A0246810I图 3. 双量程 E3634A 的输出特征
双量程电源可在高量程或低量程运行。在低量程内,电压设置值不能超出低量程的限值, 但可以在高量程的限值内。如果要切换到较高的电压,请选择较高的量程,然后设置较高的电压。具有两个以上量程的电源不是很常见,因为增加的复杂性几乎不会带来额外的电压-电流组合。
自动量程输出特征
如果看电压-电流图就会发现,自动量程输出功能就像是无数个能够提供 Pmax 的矩形输出特征重叠的结果。自动量程电源无法同时输出 Vmax 和 Imax,但与双量程电源相比,它可以提供更多的电压-电流组合。200 W E36231A 自动量程电源和 200 W E3633A 双量程电源很容易进行比较(图 4)。当两个电源都提供 200 W 功率时,E36231A 可提供最高
30 V 电压,并在大多数电压下能提供更大的电流。
同样,E36232A 可提供最高 60 V 电压,并且能提供比 E3634A 大 10 A 的电流。
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E36231A 200 W 自动量程调节V3025201510505101520IE3633AV最大= 30 VP最大= 200 WI最大=20 AE36232A 200 W 自动量程调节V6050403020100246810IE3634AV最大= 60 VP最大= 200 WI最大=10 A图 4. 与 E3633A 双量程电源相比,E36231A 自动量程电源可提供更多电压-电流组合。 与 E3634A 相比,E36232A 可提供最高 60 V 的电压以及更大的电流。页 5