一种新型全能电源的特点和应用

摘要：直流电源作为测试仪器，已得到长足进展，市面上已出现多种具有特殊性能的线性直流电源。本文主要介绍一种全新的新型全能型电源的特点和简要应用。

关键词：电源，负载，直流电源，功率任意波，直流源分析仪

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今天的直流电源市场划分得越来越细，它们分为通用型、高电压型和高电流型，我们可在近乎无限的多品种型号当中进行选择，现在电源的功能越来越强大，例如一些电源具有任意波形功能，还有一些电源带有电子负载以及可进行模拟编程的功能，等等。但是，您的研发工作台上的空间或生产中19英寸机架上的空间又如何呢？为了满足大多数需要，您可能需要购买几台电源。德国RSHAMEG认识的任意波形全能型电源HM8143将所有这些功能以及更多其它功能集成到一台仪器上，相当于市面上的直流源分析仪（例如N6705A），但是HM8143全能型电源价格只是直流源分析仪的五分之一，在电源市场上的角逐中HM8143处于领跑位置。

超群的标准线性直流电源

HM8143在2路0～30V/2A和1路5V/2A的三个隔离通道上提供了130W总的输出功率。由于能够将这些输出通道进行串并联连接，用户可在较高电压（最高65V，串联）或较高电流（最高6A，并联）之间进行选择。电源通过旋钮和按钮进行操作，快速而方便。前面板控制部件可远程锁定，以防止意外参数更改。输出电压和电流可分别以10mV和1mA的分辨率同时显示。HM8143在输出电流超过设置的电流限值时自动从CV（恒压）切换为CC（恒流）模式，并在电流恢复到限值以内时返回CV模式。LED指示灯可显示出每个通道的实际CV/CC模式。它具有较高的快速负载响应时间，当负载从10%变化到90%之后，输出恢复到1mV以内的时间只需要45µs。
自动保护被测设备

为了防止被测设备(DUT)发生损坏，HM8143不仅提供了限流保护功能，而且还配备了一个电子式熔断器（电子切断保险）。在标准操作过程中无意间发生短路时，电流将被限制到设定的数值。为了提供比电流限制更佳的保护，HM8143还提供了一个电子式熔断器，电流一旦超过限值，所有输出将立即被禁用，电子切断所有输出通道。电流限值和切断保护可用按钮手动接通，也可以通过远程接口方式接通。
测量电压和电流并远程记录

HM8143可同时显示四个参数：通道I和III的电压和电流。输出被关闭或发生改变时，将显示电压和电流的标称值或设置值。如果输出被激活，HM8143就会对每个可变通道的电压和电流实际值进行实时监视和测量。内置电压和电流测量功能的典型准确度可达2个字，其高达0.07%的准确度可与一块标准万用表相媲美。如果您想执行一个测试序列或建立任意功率波形，那么PowerARB 软件提供了记录功能，特别适合测试电压瞬变的影响，测量值和仪器状态以CSV（逗号分隔值）的格式进行保存记录。例如：通过海洋标准Excel波形编辑器，可重现符合DIN40839和ISO16750-2标准的汽车功率网用电压曲线；汽车发动机启动时, 发动机电池会产生不同的启动电流，这将很快导致电池电压下降或起落，那么怎样根据DIN 40839标准模拟整个过程呢？汽车自动生产线一定需要一个可变电源供应器（即任意电源）来模拟电压下降或起落过程，目的是为了测试汽车发动机启动器相角发生变化时的汽车电路。并且在ARB模式下，用户可以根据自己的测试需求更改编辑波形，设置自己想要的V(t)电压时间曲线，可满足广泛的需求。 

自动电子负载输入功能

HM8143具有一种两个30V通道上的2象限输出电源/吸取电流负载能力，可简化对DC电源、电池（充 /放电循环）、发电机/电动机等应用的测试和表征。汽车、移动电话和电源电路设计人员将在其日常工作中体验到2路60W输入/输出能力的独特价值。
功率放大器/信号调制器

两路30V通道都配备一个后部BNC模拟信号输入，通过这个BNC输入，可将HM8143用作一个宽范围调制功率放大器， 3dB带宽为DC～50kHz。由于Vout=(Vmodin x 3)+Vset，因此可通过10V控制电压取得满刻度30V电压的信号调制放大。通过将一台函数/任意波发生器与调制输入连接，可不用与PC相连而创建复杂的任意负载波形。低频调制功率放大信号应用在各种各样的生产线和实验室中，一般来讲它具有功率函数信号发生器的价值。这种情况会在汽车和航空飞机运载设备中广泛应用，这些设备会发生模拟叠加的脉冲波或低频交流组合波。
导线电阻补偿功能

在HM8143的SENSE感应模式下，电压调节电路通过直接与负载相连的感应端子获取输入信号，从而保持负载电压的稳定。由于负载电流会在连接导线上产生压降，因而实际负载电压应等于电源输出电压减去该压降，即

Vload= Vout – Vcable        Vcable= Iload x Rcable

所以需要对导线压降进行补偿。为此，可使用 SENSE 端子直接测量负载两端电压。由于SENSE 导线中的电流很小，因而产生的电压降可以忽略，即电源设备感应的电压实际上就是真正的负载电压，这样电源设备将提高自己的输出，使其等于导线压降和所需负载电压之和，从而实现对于导线压降的补偿，使负载真正获得所设定电压值。导线电阻补偿功能可用于两个30V通道，消除负载导线（4线制）上的电压降，此功能在19英寸机架应用中显得尤其重要，可以对连接至被测设备的长导线进行补偿。

可编程直流电源

HM8143随机配有一个RS-232/USB接口，此外还可以使用GPIB(IEEE-488)接口选件。易于使用的命令使得编程快速而简便。对于ATE（自动测试设备）方面的应用，可以使用一个19英寸机架安装套件。通过免费PowerARB软件，您可以更改和读取设置，并用图形化任意波编辑器(Arbitrary Editor) 来导入和绘制波形。

电源跟踪能力

跟踪功能指通过使开始时设定的电压关系保持稳定而实现对多个输出的有效控制，使它们服从统一“指挥”。例如：如果电压1从10V 变为12V，则电压2和3将随之从5V变为6V，电压4随之从20V 变为24V。但是，如果其中一个处于领导位置的输出的最大电流存在极限值，而且输出电流达到该极限值，则所有其它处于从属地位的输出电流也同时进入限流状态。如果设备中安装了电子熔断器，则到达该极限值的输出将被断开，进而其它处于从属位置的输出也全部被断开。总之，通过跟踪功能可同时改变两个输出电压设置或两个电流限值。

双极电压电源

双极电压是通过使用CH1和CH2两个通道实现。两个正极可在±30V范围内实现不对称应用中（如-5V/+12V）的差分电压。在虚拟接地模式中，高通道将提供电流，低通道将吸收电流。与任意波功能或调制输入相结合，甚至可以提供交流电压。

任意波功能

HM8143也可作为一台60W任意波发生器使用。由于就有高达100µs和4096点的分辨率，这种任意波功能提供了创建复杂DC瞬变波形的各种可能性。波形通过 HM8143后面板上触发输入处的一个触发信号来启动，或通过远程命令来启动。通过脉冲串模式，用户可选择1～255个周期，或选择波形的连续重复。由于波形存储在一个非易失性存储器中，因此可不通过PC来使用任意波功能。通过软件PowerARB，可以对脉冲波形或其它任意波形进行编程，而不必编写一个代码行。波形可通过易于操作的任意波形编辑器来创建，或通过导入CSV文件来创建。用户可在任意波形编辑器中绘制波形，或者手动输入数据点。

全能电源任意波功能应用广泛，尤其在汽车电子测试，汽车工业中一个广为人知的波形就是电机起动曲线。按照 DIN40839/ISO/TR7637对起动曲线进行模拟在汽车设计测试中非常有用，例如可以找到因带有安全代码的防盗汽车音响的意外数据损失而产生的问题。通过HM8143任意波功能，甚至可在电压下降、尖峰信号和抛负载等双极条件下对设备进行测试。全能电源的任意波功能其它应用包括DC/DC转换器和逆变器、音频应用、电子产品寿命循环测试等。

最终的获胜者——全能型电源

与人类的全能运动员不同（他们无法同时完成所有项目），HM8143的多个功能特点可以组合在一起。所有这些功能再结合以直观的用户界面和具有高性价比的紧凑设计，使得HM8143在电源市场上的角逐中成为领先者，甚至连您的财务总监也会喜爱上这种仪器，因为HM8143在这个价位上可以应对无数的未来应用。
 

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