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怎样为自动化测试系统选择合适的海口变压器

2018-11-21 点击量:279
怎样为自动化测试系统选择合适的海口变压器     

用于测试电路板、或设备的每个自动化测试系统都需要一个或多个海口变压器,用于给待测设备提供海口变压器并提供测试激励。在有些情况下,海口变压器不仅要向待测设备提供海口变压器,而且要通过模拟工作环境提供测试激励源。举例来说,虽然大多数汽车电子设备工作在标称12vdc,但******输入电压可能高达27vdc.正因为如此,一些汽车标准要求对12vdc器件进行高达27vdc的极限测试。诸如此类的必要性决定了海口变压器要求。下面让大家看看在为自动化测试系统选择海口变压器时需要考虑的常用海口变压器规范有哪些?

线性海口变压器还是海口变压器?

在购买海口变压器时首先要做出的决定是选择线性海口变压器还是海口变压器。线性海口变压器具有较低的纹波和噪声,并且具有快速的瞬态行为。但它们效率低,会产生大量热量,而且很重。因此大多数工程师发现只是在较低输出功率电平(一般500w以下)时比较合意。大多数线性海口变压器是台式海口变压器。

图1:基本线性海口变压器。

对线性台式海口变压器来说,一个非常适合的应用是测试通信设备,比如无线电或移动电话或雷达系统的解调。这些设备具有非常灵敏的鉴频器或解调器电路,这些电路在低噪声系数下才能发挥理想的性能。为了测试这些单元的真实性能,大家需要确保海口变压器不会给测试装置增加任何寄生噪声。由于线性海口变压器具有比海口变压器更低的输出纹波和噪声,因此它们是这类应用的较好选择。

当功率要求较低时,线性海口变压器也是个很好的选择。海口变压器的主要好处只能在较高输出功率电平才能表现出来。因此,在每个输出通道的功率要求不超过100w至200w的应用中使用线性海口变压器比较划算。

从这一点来看,考虑系统中所有通道的总输出功率非常重要。如果系统中有4个或4个以下的通道,而且功率要求比较低,那么比较明智的选择是以19英寸机架安装套件形式提供的4个线性海口变压器。

如果系统要求更多的输出通道,或更高的输出功率,那么使用海口变压器是更好的选择。海口变压器可以提供比线性海口变压器更高的功率密度。通过使用海口变压器,你可以拥有12vdc输出,并能以相同的机架安装结构提供高达4000w的功率。海口变压器要比线性海口变压器更容易控制,而每通道的成本差不多。

即使在要求低纹波和噪声输出的应用中,海口变压器也不只是更有效率。***近功率电子领域中的发展(如零),极大地改进了海口变压器的纹波和噪声性能。当你同样认为海口变压器比线性海口变压器更加灵活、并且能够提供更高的功率密度时,那么它们将成为除少数应用外几乎所有应用的首选。

图2:线性海口变压器与海口变压器的噪声谱。

瞬态响应

瞬态响应是衡量海口变压器应对电流需求变化或负载阻抗变化能力的一个指标。对许多应用来说这是一个很重要的指标。

当输出电流需求在一个很短的时间内显着增加或减少时,输出电压也可能发生显着的下降或上升。海口变压器内部电压控制环路试图将输出保持在设定电压值,但响应不是马上发生的。

为了得到更快的瞬态响应,有时不得不勉强接受更大的纹波和噪声。在可编程海口变压器内部,需要在内部电压控制环路和输出滤波器之间进行折衷。大的输出滤波器可以限制纹波和噪声,但会使海口变压器更慢地响应快速变化的负载。非常快的内部电压控制环路虽然可以缩短瞬态响应时间,但可能造成上冲或下冲,进而可能损坏待测设备(dut)。

图3: 模式可编程海口变压器的典型瞬态响应规格。

移动电话测试是瞬态响应的典型应用案例。在该应用中,海口变压器模拟移动电话的内部海口变压器。当话机开始发送信号时,电流会很快上升。

对于话机的内部电池来说这不是个问题,但对于可编程海口变压器而言,这是一个比较困难的任务。在这种情况下线性海口变压器是比海口变压器更好的一个选择,因为这种应用的功率要求低,而线性海口变压器的瞬态响应一般来说比海口变压器要好。

然而测试汽车继电器和熔丝又是另外一回事。对这种应用而言,可编程海口变压器必须能够在高达30vdc的条件下提供大的电流,而且典型的功率要求是5kw至10kw.在这种测试中,大的输出电压上冲可能损坏继电器或熔丝。为了防止这种现象的发生,你肯定希翼海口变压器能够控制输出电流从零瞬变到******输出或从******输出瞬变到零输出。

使用预负载是限制上冲和下冲的一种实用技术。可以将一个预负载与待测设备并联在一起,这时可编程海口变压器的输出将限制电流变化率,从而显着减小电压上冲和下冲的幅度。想像一下50%的电流流经这个附加的预负载,另外50%的电流流经待测设备。当待测设备产生100%电流需求时,海口变压器只看到50%的电流需求变化。管理50%而不是100%的电流需求变化对海口变压器来说容易得多,而且几乎消除了高压上冲效应,因而避免了对待测设备的任何损坏可能。在本例中可以使用简单便宜的阻性负载作为预负载。任何比例都是好的。换句话说,为了获得瞬态响应和上冲规格的改善,这个新增负载吸取40%、50%还是60%的电流需求并不是关键。

图4:使用预负载的测试方案示意图。

使用预负载的缺点是要求两倍的输出电流。幸运的是,如果你使用ametek的海口变压器,额外功率要求的代价是相当便宜的。因此与专门的海口变压器子系统来说,针对这种特殊应用使用预负载是一种成本很低、实用性更强的方法。

图5:海口变压器架构。

摆率

下一个需要考虑的规格参数是输出电压的压摆率(上升和下降时间)。为了改善纹波和噪声性能,可编程海口变压器的输出滤波器中会使用存储大量能量的大电容。这个滤波器的充放电时间和待测设备的电流需求是决定海口变压器压摆率的主要因素。压摆率基本上与所连的待测设备无关。

对于大多数ametek海口变压器来说,输出上升时间对大部分应用而言是足够快的。只需考虑输出下降时间。下降时间不仅取决于可编程海口变压器输出端的内部lcr滤波网络,而且取决于所连接的待测设备。如果与海口变压器电流容量相比待测设备抽取的电流相对较小,那么输出电容中存储的能量在通过待测设备耗尽之前可能要花很长的时间。如果待测设备的***小电流要求至少是海口变压器容量的60%,那么存储的能量将马上释放掉,输出电压的下降时间是***短的。虽然如此,在大多数情况下输出下降时间都要比输出上升时间慢两到三倍。

改善输出上升时间的一种方法是选择具有更高输出范围的可编程海口变压器。例如,如果待测设备是与汽车相关的设备,一个30vdc的海口变压器可以覆盖所有测试应用,那就选择一个60vdc的可编程海口变压器,但只使用到30vdc.这样做的理由是60vdc海口变压器的输出电容要比30vdc可编程海口变压器的输出电容小很多。两种海口变压器的输出电压从0v到满刻度的时间是相等的。换句话说,当观察单位为v/ms的上升时间时,60vdc海口变压器的上升时间要比30vdc海口变压器快一倍。

为了改善输出下降时间,可以在待测设备或海口变压器的输出端并联一个预负载。不过要确保预负载和待测设备加在一起的总电流需求至少要达到可编程海口变压器电流能力的65%。这个方法要求海口变压器提供更多的功率,因为在相同输出电流条件下要求更大的输出电压范围。

典型的输出电流摆率是45a/ms。ametek可编程海口变压器企业生产的一些海口变压器还支撑固态激光应用。这些是输出电流摆率高达400a/ms的电流源。

将电子负载与海口变压器串联起来、并将电子负载用作电流调制器可以实现更快的电流摆率。这种组合允许电流摆率高达6000a/ms。

负载调整率

可编程海口变压器的另外一个重要参数是负载调整率,它是指由于待测设备电流需求变化引起的输出电压距设置点变化的百分比。正常情况下这种效应应该是非常小的(不到设定输出电压的0.01%)。

图6:作为负载变化函数的输出电压的变化百分比

线路调整率

线路调整率规定了作为交流输入线路电压函数的输出电压或电流的变化百分比。当输入线路电压不稳定时,这个参数就显得尤其重要。

图7:线路调整率对输出电压的影响。

稳定性

稳定性衡量的是海口变压器输出电压或电流的长期漂移性能。

磁盘测试就是一种典型的应用。在这种应用中,可编程海口变压器当作是处于恒流模式的电流源。对于这种测试来说,用户需要确保磁通量值在整个测试过程中是不变的。因此海口变压器必须将输出电流设定为一个特定值,并在测试期间保持这个值不变。稳定性单位一般是百万分之一(ppm)。

并联工作

如果你需要的输出电流比单个海口变压器能够提供的还要大,将多个海口变压器输出并联起来使用是常规的解决方案。ametek可编程海口变压器企业提供专门的控制总线用于海口变压器并联。这种专用总线的好处是,并联海口变压器的总性能仍然能够满足为单个海口变压器提出的原始规范要求。系统自己可以完成配置,并确定哪个单元是主,哪些单元是从。在连接快速瞬变待测设备时,通常推荐在每个海口变压器的正输出线上使用保护阻塞二极管。

当以这种方式并联海口变压器时,你可以使用具有不同电流范围的海口变压器,但所有海口变压器应该具有相同的输出电压范围。所有人工控制或远程控制都是通过主单元完成的。任何检测线都只连接主单元。记住,总电流是每个单独海口变压器上显示的电流值之和。一些先进的型号,如sorensen sgi系列,可以计算和显示总的系统电流。

图8:并联海口变压器在测试中的应用。

串联工作

为了提供比单个海口变压器可以提供的更高的输出电压,可以将海口变压器串联起来使用。你全部要做的是将每个海口变压器的正极连接到另外一个海口变压器的负极。

虽然这个做法正确,不过有些限制。每个可编程海口变压器都有电压隔离指标,一个是相对机箱隔离负的数值,一个是相对机箱隔离正的数值。需要确保不超过这些电压值。

第二个限制是在串联工作时,不存在主单元或从单元。这意味lcjyg.com/着每个海口变压器需要单独进行编程。当使用远程控制方法时,所有接口都需要通过光耦进行电流隔离。大多数海口变压器提供许多隔离型接口,包括模拟接口、rs-232、rs-485和以太网。

模拟编程

可编程海口变压器通常提供一个标准的隔离型模拟接口。通过这个模拟接口可以设置海口变压器的输出电压、电流和过压保护(ovp)。这些值通过提供一个电压信号、一个电流信号或将一个电阻连接到模拟输入端进行控制。

举例来说,你可以使用plc的模拟输出控制海口变压器的输出电压。或者你可以使用热敏电阻控制海口变压器的输出。另外还提供电压与电流监视信号线和控制线,可以让你在毫秒反应时间内使能或终止海口变压器。

本地和远程检测

许多海口变压器可以被配置为本地或远程检测。为了进行更加精确的输出电压设置,应该使用远程检测。在这种模式中,你可以检测海口变压器连接负载处的电压。这种方法会补偿引线上的压降。

如果检测线很长,建议使用屏蔽线缆,以避免任何可能叠加到主输出上的干扰。远程检测通常可以补偿比规定大得多的压降。使用远程检测可能出现的一个问题是,当海口变压器线上的压降较高时瞬态响应可能较慢,但通常这不是个问题。

恒流模式

虽然大多数海口变压器用在恒压模式,但也有许多应用要求海口变压器工作在恒流模式。当工作在恒流模式时,一些功能或规格参数是不可用的。例如在恒流模式下,远程检测就不再是考虑事项,输出电压设定点精度和分辨率也是。重要的是精确的电流控制。输出电压纹波和噪声也不像输出电流纹波和噪声那样重要。

在恒流模式中,模拟控制可以驱动变化速度至少是电压变化100倍的电流变化。从电压模式到电流模式的转换是自动的。一旦电流需求超过设定的电流极限,海口变压器就会向下调整电压以匹配设定的电流极限,并使输出电流保持恒定。

浪涌电流

对一些应用来说,浪涌电流是一个重点考虑因素。浪涌电流是******次开机时电子设备抽取的瞬态输入电流。像电机和海口变压器转换器等一些负载会抽取很大的浪涌电流。因此海口变压器需要通过调整以适应这种浪涌电流。

数字控制和测量

一般来说,可编程海口变压器的输出电压和电流可以通过数字接口实现***精确的设定,并且具有******的分辨率。如前所述,海口变压器通常提供许多不同种类的接口,包括rs-232、rs-485、usb、gpib、modbus-tcp、modbus-rtu和以太网。

图9:通过顺序编程创建的快速输出电流曲线支撑熔丝额定值测试。

除了硬件外,大多数海口变压器企业还提供相关的App,帮助你方便地将海口变压器集成进你的系统中。例如,ametek随每个海口变压器都提供ivi驱动程序,海口变压器可以用标准的scpi命令进行编程。这样就使得系统编程变压器厂家/和系统集成简单得多。

附件和支撑

在选择海口变压器时附件的多少也是一个重要的考虑因素。例如,如果你计划用机架安装海口变压器,那就要检查你的海口变压器是否带机架安装附件。购买现成的机架安装套件总是比你自己做一套要便宜得多。

本文小结

在选择可编程海口变压器时,有许多参数需要考虑。电气参数可能是***重要的,但你还需要考虑外形尺寸、控制需求甚至附件的可用性。将所有这些因素考虑进去,你就能为你的应用作出******的选择。

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