可編程電源的應(yīng)用實(shí)際有哪些？應(yīng)用案例分析

隨著時(shí)代的進(jìn)步,各種電器和儀表設(shè)備也日漸豐富，目前對電源應(yīng)用的靈活性提出了更高的要求。設(shè)計(jì)一款使用靈活、方便且價(jià)格相對便宜的通用電源，正是市場所需。

通過對電源的編程，可以方便地實(shí)現(xiàn)圖1所示的電壓輸出波形。其中，V1、V2、T1、T2、dv、dt都是可以通過編程來設(shè)定的。電壓值的輸出范圍為0～16 V，最大輸出電流為10 A。輸出電壓精度為0.1 V，電流精度為10 mA。電流的設(shè)定值指的是允許輸出的最大電流，也可以被編程為與輸出電壓一樣的波形。

圖1 編程輸出電壓波形

另外，電源也可以工作在鉛酸電池充電器的模式(簡稱“LBC模式”)。根據(jù)鉛酸電池的特性，當(dāng)電源工作在LBC模式時(shí)，電源首先將輸出較大的充電電壓和電流V1/I1，至少維持10 s;當(dāng)充電電流降到小于設(shè)定值I2時(shí)，電源輸出較小的充電電壓和電流V2/I2。如果到了設(shè)定時(shí)間T1，充電電流還未降到I2以下，這時(shí)電源輸出也會降為V2/I2。當(dāng)輸出電流再次大于I2時(shí)，電源將再次輸出V1/I1充電。其中，V2設(shè)定值必須小于14 V。若設(shè)置為大于14 V，電源會自動將其設(shè)成14 V。I2的值必須大于1/8I1，否則將被自動設(shè)成1/8I1。LBC模式如圖2所示。

圖2 LBC模式

用戶可以通過3種方式對電源進(jìn)行輸出設(shè)定：

① 通過電源面板上按鍵編程。通過按鍵對輸出電壓、電流限流值、時(shí)間等量進(jìn)行設(shè)定。

② 通過PC機(jī)串口編程。通過將PC機(jī)的串口RS232與電源串口相連，再運(yùn)行PC機(jī)上一串口通信的軟件對電源進(jìn)行編程。

③ 電源間相互編程。通過將兩臺電源的串口相連，操作其中一臺電源面板上的按鍵來對另一臺進(jìn)行編程。操作的一臺電源叫做“主電源”，被編程的電源叫做“從電源”。在這種編程方式中，只能將從電源的參數(shù)設(shè)置為與主電源完全一致，而不能對各個(gè)參數(shù)進(jìn)行單獨(dú)設(shè)定。一臺電源只能提供100 W的功率。這種方式可以應(yīng)用在需要較大功率的場合，可將兩臺或多臺具有相同設(shè)置的電源輸出并聯(lián)來方便地實(shí)現(xiàn)功率擴(kuò)展。

電子科技日新月異的蓬勃進(jìn)步，隨著科研、生產(chǎn)、品質(zhì)和工業(yè)測試等科技的進(jìn)階與發(fā)展，可編程直流電源、交流電源與電子負(fù)載等源載類測試設(shè)備，由于其測試應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，被認(rèn)定為電力電子測量儀器的類別，并且作為電力電子領(lǐng)域的基礎(chǔ)測試測量，承擔(dān)著重要的基礎(chǔ)作用。廣泛應(yīng)用于國防軍工、航空航天、衛(wèi)星雷達(dá)、電力電子、汽車零部件、新能源、工業(yè)自動化測試、電化學(xué)儲能、電池測試、被動與主動原件測試等傳統(tǒng)與新興行業(yè)。

可編程直流電源是一種采用PWM技術(shù)的高頻開關(guān)直流電源。模塊化設(shè)計(jì)，采用先進(jìn)的DSP數(shù)字控制技術(shù)，具有恒壓、恒流、恒功率模式輸出，可自動交叉變換。這種設(shè)備不僅功率大，而且精度也很高。特別是它的電壓精度甚至可以達(dá)到0.05%。電流精度可達(dá)0.1%左右。該電源還具有非常高的穩(wěn)定性，可以在0℃到40℃連續(xù)穩(wěn)定工作。用這種設(shè)備測量電流，測量效果非常準(zhǔn)確。

可編程直流電源可提供穩(wěn)定的直流輸出及更寬的電壓與電流，單機(jī)電流范圍高達(dá)200A及電壓范圍高達(dá)800V。1臺可以替代矩形電源的多臺應(yīng)用，可以通過面板或上位機(jī)遠(yuǎn)程控制輸出多樣化的電壓、電流組合，可設(shè)置定時(shí)的輸出時(shí)間，提供OVP/OCP/OPP/OTP/短路保護(hù)，支持LIST波形編輯功能。方便了測試工程師的操作，保證測試簡單、快捷、準(zhǔn)確的完成。

(1)電感性負(fù)載的應(yīng)用

當(dāng)我們在打開或者關(guān)閉可編程直流電源的時(shí)候或者是改變輸出電壓的時(shí)候，電感性負(fù)載會產(chǎn)生反方向的電動勢來影響可編程直流電源供應(yīng)器的工作。嚴(yán)重的話還會導(dǎo)致可編程直流電源供應(yīng)器的損壞，所以我們要在可編程直流電源的輸出端跟負(fù)載之間串聯(lián)一個(gè)二極管，在負(fù)載處并聯(lián)一個(gè)電阻跟一個(gè)電容器，這樣就可以有效的保護(hù)可編程直流電源。

(2)電池類負(fù)載應(yīng)用

可編程直流電源在對電池類負(fù)載進(jìn)行充電的時(shí)候，我們可以防止接錯(cuò)電池的極性會導(dǎo)致電源供應(yīng)器損壞，所以在電源供應(yīng)器跟電池之間串接上二極管，這樣可以保護(hù)可編程直流電源的安全使用。

(3)脈沖類負(fù)載應(yīng)用

脈沖類負(fù)載的電流的峰值就算在可編程直流電源輸出的額定電流范圍內(nèi)，或者是脈沖類電路或者電動機(jī)的波形，在計(jì)量設(shè)備所指示的標(biāo)稱值內(nèi)，這個(gè)時(shí)候，電流也會達(dá)到額定的電流區(qū)域，這樣會使得輸出電壓下降或者不穩(wěn)定。解決的辦法就是在電源跟負(fù)載之間連接一個(gè)電感器，這樣能夠很好的解決問題。

(4)電容性負(fù)載應(yīng)用：

因?yàn)殡娙菪载?fù)載往往會導(dǎo)致輸出電壓升高，尤其在輸出電壓由高向低調(diào)節(jié)時(shí)會導(dǎo)致輸出電壓下降緩慢，因此，使用時(shí)在直流電源供應(yīng)器的輸出端并聯(lián)一只功率電阻，并在輸出與負(fù)載之間串聯(lián)一只二極管，可獲得較好的使用效果。

在可編程源載類測試領(lǐng)域起步時(shí)間較早的國外品牌，積累了一些有優(yōu)勢的國外生產(chǎn)廠商，例如德國EA、美國是德、臺灣chroma等，近年來，隨著國內(nèi)品牌的崛起，在競爭日益白熱化的中國市場，包括國家政策的影響與引導(dǎo)，市場需求定位發(fā)生了差異性的改變，各領(lǐng)域都面臨源載測試設(shè)備的特定化需求。尤其中國的航空航天、汽車業(yè)、新能源、儲能行業(yè)、高等院校等都觸發(fā)這巨大的市場需求潛力。

隨著新能源與儲能行業(yè)的高速進(jìn)階，越來越多對測試電源與負(fù)載的需求產(chǎn)生多樣化，包括雙向直流電源、高功率直流電源測試系統(tǒng)、能量回收式電子負(fù)載系統(tǒng)等。基于國內(nèi)外技術(shù)的差距越來越小，且呈現(xiàn)出國內(nèi)技術(shù)對國外技術(shù)的平衡和超越，市場涌現(xiàn)出了一批具備技術(shù)優(yōu)勢和定制化能力的電源品牌廠商，如艾德克斯、洛儀科技、愛科賽博等，和國外的一些主流廠商對比，在性價(jià)比和產(chǎn)品品質(zhì)方面均具備強(qiáng)烈的競爭優(yōu)勢，除了硬件方面的高功率密度和串并聯(lián)模塊方案，在軟件方面更是配置了標(biāo)準(zhǔn)的測試曲線和定制化方案。尤其洛儀科技研發(fā)的高功率密度大電流直流電源，單模塊電流可達(dá)1000A，最高可達(dá)20000A，主要應(yīng)用于光伏/儲能：并網(wǎng)逆變器/儲能變流器;新能源汽車：車載充電機(jī)/DC-DC模塊，車載零部件;中大功率電機(jī)：電動汽車電機(jī)、飛機(jī)/船舶/航空航天電機(jī);電池：電芯，電池模組，電容等領(lǐng)域的研發(fā)和測試。在汽車傳感器測試領(lǐng)域也被稱為專用測試電源，形成對傳統(tǒng)可編程直流電源的差異化競爭。

源載設(shè)備(可編程交直流電源與電子負(fù)載)作為實(shí)驗(yàn)室與工業(yè)測試的基礎(chǔ)設(shè)備，在當(dāng)前國際貿(mào)易戰(zhàn)日漸激烈的形勢下，國產(chǎn)化設(shè)備是國之基礎(chǔ)，也在近些年受到國家的重視，在政策環(huán)境的影響和對國內(nèi)優(yōu)秀廠商的扶持力度也日益明顯。尤其是國內(nèi)具備較好的技術(shù)基礎(chǔ)的品牌廠商越來越受到明顯的重視。

從產(chǎn)品類別來看：

艾德克斯是專業(yè)從事精密測試測量儀器的設(shè)備制造商，始終以“客戶需求”為導(dǎo)向，致力于以“功率電子”產(chǎn)品為核心的相關(guān)產(chǎn)業(yè)測試解決方案的研究，為行業(yè)客戶提供具有競爭力的測試方案。涵蓋了交直流電源、電子負(fù)載、自動測試系統(tǒng)等產(chǎn)品，種類齊全;

洛儀科技作為一家科技創(chuàng)新型企業(yè)，是功率控制儀器領(lǐng)域中質(zhì)量、精準(zhǔn)、創(chuàng)新的品牌代表之一。洛儀科技面向全球先進(jìn)測試技術(shù)，研發(fā)、制造以及銷售可靠的測試產(chǎn)品并提供優(yōu)質(zhì)的技術(shù)服務(wù)，洛儀科技在實(shí)驗(yàn)室交直流電源與電子負(fù)載領(lǐng)域提供創(chuàng)新的測試解決方案。則是更多的傾向于交直流電源與電子負(fù)載的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，并在標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上形成升級的差異性產(chǎn)品，滿足更多科研院所及企業(yè)的常規(guī)以外的更多需求，比較明顯的是在科研領(lǐng)域的小體積直流電源、多通道直流電源、低溫直流電源、高密度直流電源等。

可編程電源應(yīng)用場景非常廣，且一臺機(jī)器可當(dāng)多臺使用，電子設(shè)計(jì)工程師會用到各種規(guī)格的電源進(jìn)行調(diào)試，如果從購置之初就規(guī)劃自己的電源產(chǎn)品，相信會放大電源的用途。本次以全天可編程直流電源SP-1U/2U系列為依據(jù)，針對測防反灌、串并聯(lián)、軟件及通訊接口功能進(jìn)行詳解，希望可以幫助到有需要的朋友們。

電池充電電源的防反灌功能

全天可編程直流電源SP-1U/2U系列電源的防反灌和能量吸收功能，適應(yīng)于電池充電的防反灌功能。

防反灌保護(hù)功能，以截?cái)嗄撤N情境下電池的電流往電源方向倒送，阻其對電源硬件的損壞。同樣SP-1U/2U系列還具備能量吸收功能以應(yīng)對電機(jī)負(fù)載。

當(dāng)測試需求電源吸收待測物產(chǎn)的尖峰來保證操作的安全性時(shí)，能量吸收模式打開(打開機(jī)箱接通短路銅片)，由電源內(nèi)部的輸出電容以及其他電路吸收掉這部分能量。

系統(tǒng)電源軟件及通訊接口，可免費(fèi)下載本地端監(jiān)控軟件

*當(dāng)通訊僅有臺電源連接時(shí)，進(jìn)單機(jī)界。單機(jī)界包含電壓電流的基本設(shè)置與測量功能。

*當(dāng)通訊連接的電源超過臺時(shí)，進(jìn)多機(jī)界。多機(jī)界持切換控制或者顯當(dāng)前控制電源的設(shè)置。

全天可編程直流電源SP-1U/2U系列的通訊接口有：USB/RS-485/RS-232/LAN/GPIB;同時(shí)還提供外部模擬量控制輸接。免費(fèi)的軟件不能滿足客制化的需求時(shí)，可提供免費(fèi)的SCPI通訊協(xié)議、MODBUS通訊協(xié)議供用戶二次開發(fā)、系統(tǒng)集成。

不想下載軟件可通過瀏覽器控制

在瀏覽器輸入電源的IP地址，就可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)頁遠(yuǎn)程控制。

電源串并聯(lián)實(shí)現(xiàn)正負(fù)輸出、均流功能

全天可編程直流電源SP-1U/2U系列支持主從模式，并聯(lián)模式下的均流功能實(shí)現(xiàn)電源輸出功率的均衡，保障擴(kuò)展功率的同時(shí)又不影響電源的性能指標(biāo)。

CAN并機(jī)模式實(shí)現(xiàn)主從無延時(shí)的同步響應(yīng)

兩臺600W/60A電源并聯(lián)后=一臺1200W/120A的大功率電源

兩臺600W/20V電源串聯(lián)后=一臺1200W/40V的大功率電源

兩臺電源實(shí)現(xiàn)正負(fù)極性同步輸出功能

通過以上兩個(gè)擴(kuò)展功能，可以應(yīng)對當(dāng)下和未來的測試需求。如果還不能滿足現(xiàn)有的測試需求，可以聯(lián)系博宇訊銘集成事業(yè)部定制化服務(wù)，幫您解決測試難題。