如何正确理解线性电源指标

如何正确理解线性电源指标~

线性电源有很多指标，但可以从逻辑上划分为三类：准确度和分辨率、稳定性以及交流特性。
（一）准确度和分辨率
1、在任意给定时间上，电源调节电压或电流并在仪器准确度范围内使电压或电流与设置相匹配。在CV模式下，在仪器准确度指标范围内输出电压匹配电压设置。电流由负载阻抗决定；在CC模式下，输出电流匹配电流极限设置。电压由负载阻抗决定。
2、电压和电流设置(有时称为极限或设置值)分别有与之相关的分辨率和准确度指标。这些设置的分辨率决定了输出可调的最小增量，准确度描述了输出值符合国际标准的程度。应当分别考虑设置和回读指标。回读准确度好并不一定就意味着设置准确度好。
（二）设置分辨率
设置分辨率是电源上电压或电流的最小设置变化量选项。有时，此参数称为编程分辨率。分辨率指标限制了可设置的离散电平数。通常，离散电平数由用户接口位数和DAC位数共同决定。更多位数的DAC能更精细地控制其输出并能提供更分明的环路控制参考值。但是，失调和增益误差校正会使分辨率低于DAC提供的位数。
（三）使用远端感测提高电压准确度
电源与被测器件(DUT)之间承载电流引起的电缆压降意味着DUT电压低于电源输出端电压。在任意电源条件下，使用较大尺寸线缆能降低测试线压降。保持电缆尽量短也有帮助。如果电源配备了远端感测能力，使用4线连接能确保电源的设置电压即为在DUT上得到的电压。用4线连接电源与DUT,一组测试线传送输出电流，另一组测试线被电源用于在DUT端直接测量电压。电源内部感测线连接至高阻抗电表电路;因此，测试线电流接近于零，基本上消除了测试线压降。通过增大输出电压来补偿传送电流至DUT的源测试线压降，电源维持了感测线上的预计输出电压。

线性电源主回路的工作过程是输入电源先经预稳压电路进行初步交流稳压后,通过主工作变压器隔离整流变换成直流电源,再经过控制电路和单片微处理控制器的智能控制下对线性调整元件进行精细调节,使之输出高精度的直流电压源,1、电源变压器及整流:将380V的交流电变换成所需的直流电.2、预稳压电路:采用继电器元件或可控硅元件对输入的交流或直流电压进行预调整和初步稳压,从 而降低线性调整元件的功耗,提高工作效率.并确保输出电压源高精度和高稳定.3、线性调整元件:对滤波后的直流电压进行精细调整,使输入电压达到所需要的值和精度要求.4、滤波电路:对直流电源的脉动波,干扰,噪声进行最大限度的阻止,和吸收,从而保证直流电源的输出电压低纹波、低噪声、低干扰.5、单片机控制系统:单片微处理控制器对检测到的各种信号进行比较、判断、计算、分析等处理后,再发出相应的控制指令使直流稳压电源整体稳压系统工作正常、可靠、协调.6、辅助电源及基准电压源:为直流稳压系统提供高精度的基准电压源及电子电路工作所需要的电源.7、电压取样及电压调节:检测直流稳压电源输出电压值及设定调节直流稳压电源的输出电压值.8、比较放大电路:将直流稳压电源的输出电压值与基准源的电压进行比较取得误差电压信号后,进行放大反馈及控制线性调整元件而保证输出电压稳定.9、电流检测电路:取得直流稳压电源输出电流值,作限流或保护控制的信息.10、驱动电路:为驱动可执行元件而设置的功率放大电路.11、显示器:直流稳压电源输出电压值及输出电流值的显示. 线性电源与开关电源对比线性电源的电压反馈电路是工作在线性(放大)状态，开关电源是指用于电压调整的管子工作在饱和和截止区，即开关状态的。线性电源一般是将输出电压取样然后与参考电压送入比较电压放大器，此电压放大器的输出作为电压调整管的输入，用以控制调整管使其结电压随输入的变化而变化，从而调整其输出电压，但开关电源是通过改变调整管的开和关的时间即改变占空比来改变输出电压的！从其主要特点上看：线性电源技术很成熟，制作成本较低，可以达到很高的稳定度，波纹较小，自身的干扰和噪声都比较小，但因为工作在工频(50Hz),变压器的体积比较大,效率偏低(一般满载工作的效率只有80%左右)整体体积较大，显得较笨重.且输入电压范围要求高；而开关电源是工作的高频状态,变压器的体积比较小,相对比较轻便,但是输出纹波较线性电源要大,但因结构简单,成本低,效率高(市面上的开关电源的效率也可达90%以上)在很多场合已经替代了线性电源,是未来电源发展的趋势。线性电源，可控硅电源，开关电源电路的简单比较关于电路结构，究竟是线性电源，可控硅电源还是开关电源，要看具体场合，合理采用。这三种电路，国际国内都大量使用，各有各的特点。可控硅电源，以其强大的输出功率，使线性电源和开关电源无法取代。线性电源以其精度高，性能优越而被广泛应用。开关电源因省去了笨重的工频变压器而使体积和重量都有不同程度的减少，减轻，也被广泛地应用在许多输出电压、输出电流较为稳定的场合。一、可控硅电源的电路结构如下：通俗的说，可控硅是一个控制电压的器件，由于可控硅的导通角是可以用电路来控制的，固此随着输出电压Uo的大小变化，可控硅的导通角也随着变化。加在主变压器初级的电压Ui也随之变化。就是~220V市电经可控硅控制后只有一部分加在主变压器的初级。当输出电压Uo较高时，可控硅导通角较大，大部分市电电压被可控硅“放过来了”（如上图所示），因而加在变压器初级的电压，即Ui较高，这当然经整流滤波后输出电压也就比较高了。而当输出电压Uo很低时，可控硅导通角很小，绝大部分市电电压被可控硅“卡断了”（如下图所示），只让很低的电压加在变压器初级，即Ui很低，这当然经整流滤波后输出电压也就很低了。二．线性电源的主电路如下：线性电源实际上是在可控硅电源的输出端再串一只大功率三极管（实际是多只并联），控制电路只要输出一个小电流到三极管的基极就能控制三极管的输出大电流，使得电源系统在可控硅电源的基础上又稳压一次，因而这种线性稳压电源的稳压性能要优于开关电源或可控硅电源1-3个数量级。但功率三极管（亦称调整管）上一般要占用10伏电压，每输出1安培电流就要在电源内部多消耗10瓦功率，例如500V 5A电源在功率管上的损耗为50瓦，占输出总功率的2%，因而线性电源的效率要比可控硅电源稍低。三、开关电源的主电路如下：由电路可以看出，市电经整流滤波后变为311V高压，经K1~K4功率开关管有序工作后，变为脉冲信号加至高频变压器的初级，脉冲的高度始终为311V。当K1,K4开通时,311V高压电流经K1正向流入主变压器初级，经K4流出，在变压器初级形成一个正向脉冲，同理，当K2,K3开通时,311V高压电流经K3反向流入主变压器初级，经K2流出，在变压器初级形成一个反向脉冲。这样，在变压器次级就形成一系列正反向脉冲，经整流滤波后形成直流电压。当输出电压Uo较高时，脉冲宽度就宽，当输出电压Uo较低时，脉冲宽度就窄，因此开关管实际上是一个控制脉冲宽窄的装置。 我公司在没有特别体积要求的情况下，一般向用户提供线性电源，这主要是：1、线性电源精度好(优于开关电源或可控硅电源1—3个数量级)，适用多种场合，一般用户不会提出性能、精度、技术指标方面的问题。2、便于维修，因为多数用户都有熟悉线性电源的维修人员，也有这方面的备件。维修工具，有一只万用表即可基本解决问题，较为细心的电工亦可动手。3、维修后一般不留后遗症，故障能彻底排除，性能可完全恢复，只要正确使用，及时维修，一台电源使用10年是完全不成问题的。线性电源用途线性电源产品可广泛应用于科研、大专院校、实验室、工矿企业、电解、电镀、充电设备等。

乍一看，可变直流电源设备似乎很简单。但它是一种极为复杂、准确而且耐用的高负荷电子设备。无论是阻性、感性、容性、低阻抗、高阻抗、稳态还是可变负载，电源设备都必须可靠地提供稳定、精密和清洁的电压和电流。工程师在应用中如要选择适合的电源，需要透彻理解电源指标。下面简要介绍线性电源指标。
　　线性电源非常耐用、准确并能提供低噪声功率。它们简单、直接的反馈机制提供了优秀的负载调整率和整体稳定性。图1示出了线性电源的简化框图。
　　线性电源指标线性电源有很多指标，但可以从逻辑上划分为三类：准确度和分辨率、稳定性以及交流特性。我们将分别介绍属于这三类的重要指标。
　　大多数直流电源有两种工作模式。在恒压（CV）模式下，电源会根据用户设置调节输出电压。在恒流（CC）模式下，电源将调节电流。电源是CV模式还是CC模式不仅取决于用户设置还取决于负载电阻。在CV模式和CC模式下，电源适用不同的指标。
　　准确度和分辨率
　　在任意给定时间上，电源调节电压或电流并在仪器准确度范围内使电压或电流与设置相匹配。
　　● 在CV模式下，在仪器准确度指标范围内输出电压匹配电压设置。电流由负载阻抗决定。
　　● 在CC模式下，输出电流匹配电流极限设置。电压由负载阻抗决定。
　　历史上，直流电源用户使用电位计设置输出电压或电流。今天，微处理器从用户接口或远端接口接收输入。数模转换器（DAC）接收数字设置，将其转换为模拟值并用作模拟调节器的参考。设置分辨率和准确度的值由转换质量和调节过程决定。
　　电压和电流设置（有时称为极限或设置值）分别有与之相关的分辨率和准确度指标。这些设置的分辨率决定了输出可调的最小增量，准确度描述了输出值符合国际标准的程度。应当分别考虑设置和回读指标。回读准确度好并不一定就意味着设置准确度好。
　　大多数直流电源提供内置仪表测量电压和电流。这些仪表测量电源输出提供的电压和电流。由于仪表读取返回至电源的电压和电流，所以仪表测量值通常称为回读值。大多数专业电源包含了使用模数转换器的数字仪表并且这些内部仪器指标类似于数字万用表指标。电源在前面板显示仪表值并通过其远程接口（如果配置了）发送仪表值。
　　设置准确度设置准确度决定了调节参数与国际标准定义理论值的接近程度。电源输出不确定度主要由DAC误差项（包括量化误差）决定。通过连至电源输出端的可追踪、精密测量系统测量调节变量进而测试设置准确度。设置准确度为：±（设置值的% + 偏移量）

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在泡通心： 就是通过引入负反馈来稳定输出端电压的,不接负反馈电压放大倍数要高,比如几千倍,比如输入电压是10伏,输出是5伏,现在提高输入电压到20伏输出电压增加的不多,比如它不接负反馈的放大倍数是1000倍,为了是输出稳定,引入了电压负反馈,也就是电压跟随电路,并且反馈后的放大倍数为1,所以输出电压为20÷1000+5伏=5.02伏,可以认为电压没变化,只变了0.02伏可以忽略不计,看见了吧,输入电压增加了1倍输出电压才增加0.02伏,如果用集成运放来做电压跟随器,电压变化极小极小,因为他的放大倍在上百万倍甚至千万倍