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电源远端回读精确控制输出电压

电源远端回读精确控制输出电压

理想状态下,电源与负载间的引线连接不存在电阻。事实上,引线的电阻会随着引线长度和线规而增大。当电流在电线中传输时,就可能产生电压降,降低负载的电压。这种情况在有些场合非常常见,例如在自动化测试系统中,其导线的长度会有4-10米,中间还可能会有些控制开关,整个回路中导线的电阻可能达到0.1-0.5欧姆。如果这是回路中的电流达到10A,其导线上的电压损耗可能足以影响整个测试过程。在一些现场测试中,我们看到有些导线又几十米,甚至几百米,如果处理不当,被测设备都无法正常工作。为了弥补这一点,需要使用远端感应来补偿导线上的压降。



通常,电源出厂时会在输出端上连接电压感应线。 如果电源到负载的引线很长, 而且可能有继电器和连接器的复杂设置,输出端的电压将无法精确地传递到负载端。(图 1)





    电源与负载连接线上的电阻造成的电压损耗,可能会使负载端的实际电压远远低于您的预期, 这个电阻值取决于电线的尺寸和长度。 例如,高电流总会引起明显的压降,即便是使用短的负载引线。 下表中列出了不同尺寸的铜线的电阻:



线规


(AWG


电阻


(mΩ / ft


22


16.1


20


10.2


18


6.39


16


4.02


14


2.53


12


1.59


10


0.999



    通常,铜线的尺寸每增加 3 gauge,电阻就会双倍增加。您必须选择恰当尺寸的电线, 以满足负载的电流要求,负载中的远端感应将会改善电压调整效果,使您无需缩短引线长度或降低线规。



    将远端感应端连接到负载端,内部回馈放大器可以直接读取负载端(而不是输出端子的)电压。鉴于控制回路能够直接感测负载电压,电源通过补偿,会使负载电压保持恒定,而不必过多考虑负载引线尺寸、负载引线长度、输出继电器或连接器引起的压降。



使用远端感应时需要注意以下几点:


•      感应引线使用双线双绞屏蔽线, 将感应引线电缆的屏蔽连接到电源端的接地。


•      不能把感应引线和负载引线缠绕或**在一起。


•      避免感应端子(输出反馈路径的一部分)形成开路。


◦ 安捷伦使用内部感应保护电阻。如果感应引线无意中呈现开路,电阻能够避免输出电压过度升高。


•      大多数电源仅能补偿最高几伏特的负载引线压降,通常小于或等于最大输出电压的10%。



为了实施远端感应(图 3):


1. 断开感应端与输出端的直接连接。


2.  将每一个感应端连接到适当极性的负载端触点。


3.  如果必要,设置电源为远端感应模式, 或 4 线模式。




图3:远端感应和回读的正确接线方式



4线连接中,电流从电源的V+、经过导线、到被测件DUT、再经过导线回到电源的V-,而电源的感应端S+,S-没有电流经过,所以可以直接测量到被测件DUT的电压。 然后电源内部会自动对S+,S-感应电压与设定值进行校正,从而保证DUT上获得精确的设置电压。


当然,任何电源的感应补偿修正能力都是有限的,通常在10%左右,如10V的电源,补偿范围在1V左右,具体需要查看电源的规格书。

继承事业,薪火相传
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