当今的设计对其驱动的系统提出了更高的要求。 你可能会发现很多设计问题都是由电源系统引起的。
为了进一步提高您的用电技巧,本电子书在第一期的基础上增加了四种方法。
目录
方法 1:为低帧率设备供电
方法 2:表征不断变化的帧速率状态
方法 3:了解瞬态响应
方法 4:使用列表模式动态更改输出
方法一
为低帧率设备供电
许多设备设计为使用低电流和低电压。 如果功率低电源启动电流过大,那些低功率设备很容易损坏。 防止电源损坏的最佳方法是使用专为低功率应用设计的电源。
对于更高的电源,即使是最小 OCP(过电流保护)值也可能不够低。 以最流行的120W台式机电源为例,其最小OCP值也被限制在100mA或更高。 低功率设备最好使用低功率电源。 例如,一旦电压超过20mA,LED阵列样品就会被破坏。 这时就需要电源通过CV/CC跳变或OCP来限压,从而保护设备。
CV/CC 跳闸将电压保持在限制范围内,以避免出现过流情况。 当过流条件被清除后,电源将恢复正常运行。 图 1 是将电压限制在 20mA 以下的简单示例。
图 1:CC 限值大于 20mA 的大型 LED 阵列的电流和电压特征
OCP 是一种锁存功能。 一旦电压超过 20mA,输出将设置为 0 伏并保持在零。 移除 OCP 将重新启动输出。
输出功率较低的电源比输出功率较高的电源噪声小。 这些用于测试 LED 阵列的电源通常具有大于 的输出噪声。
三路输出电源在所有三个输出上均具有 20mA 电阻,使得检测低电压特别容易。 当利用其低阻值检测大于20mA的电压时,可以获得更高的帧率和精度。
方法二
表征不断变化的帧速率状态
许多设备被设计为在不同时间使用不同的帧速率。 个别设备可以在活动状态和睡眠状态之间切换帧速率,从而延长电池寿命。 电池和电容器都需要经常充电。 过去,通常使用外部分析仪来记录电流和电压随时间的变化。
给超级电容充电
我们可以使用台式电源来确定超级电容器的充电率。 超级电容器可以储存大量电能,因此必须小心不要损坏它们。 三个主要问题包括:
电流极性
限制充电率
避免缺相
超级电容的工作电流一般设计为2.7V或更低。 通过串联多个超级电容器,我们可以获得更高的充电电流。 但此时就需要采取措施限制充电电压,因为超级电容的串联内阻较低,很难自行限制充电电压。
我们可以配置桌面电源的最大电流和恒流限制。 电源将监控电流和电压状况。 对于检测结果随时间的变化,我们可以自动采集,也可以用电脑采集。
一个简单的程序或应用软件(如 )可以帮助恢复电力、收集数据和绘制图表。 一些新型台式电源配备了图形用户界面,也可以直接使用U盘进行录音。 图 2 中的示例是超级电容器在达到 2.7V 的电流限制之前以最大 5A 的速率充电。
图 2:捕获 100F 超级电容器的电荷
当电容达到2.7V时,吸收的电压会越来越小。 电容器充满电后,必须及时拔掉电源,防止其向电源放电。 USB 中的数据可以导出到 Excel 以进行深入分析。
方法三
了解瞬态响应
你有没有注意到打开空调后家里的灯光突然变暗? 这是因为空调会消耗大量电压,这会增加电源电流,从而使灯光变暗。 短时间后,电流将恢复正常。
直流电源上的输出阻抗也会引起类似的电流瞬变。 当对电压的需求突然降低时,电源的输出电流会突然增加。 同样,电压升高会导致电源电流突然下降。 瞬态响应是电源从负载的大变化中恢复的速率。 例如,当电压从 50% 变为 100% 时,恢复到 15mV 的瞬态响应时间为 50us。 通道1最大电压为5A,50%为2.5A。
“直流电压瞬态响应:什么是瞬态响应?如何检测它们?为什么它很重要?”
图 3:上图显示的是电压从 50% 上升到 100% 再回到 50% 时电压曲线的变化。 响应电流如下所示,包括微小的瞬态变化。
图 4:绘制的输出电流显示较小的电流瞬变。
图 5a: 的通道 1 上的瞬态检测。 电压从满载降至一半后,电流在 30us 内恢复到 15mV,反之亦然。
图 5b:峰值电流通常与负载特性密切相关,因此不对其进行表征。 请记住使用较短的电缆并扭曲它们以获得更快的瞬态响应。
方法四
使用列表模式动态更改输出
列表模式允许电源充当模数转换器 (DAC) 或低频波形发生器。 典型应用包括生成脉冲串、斜坡和阶梯波形。 列表模式的电源很多,最大步数在100到512步之间。
是德科技的电源产品具有多种触发选项电源启动电流过大,可使用列表模式使多通道电源或外部仪器保持同步。 在列表模式下,通常每个步骤都包括电流电平、电流限制和输出触发。 以下是一些其他选项:
例如,由于人眼可以感知光线的非线性变化,我们可以使用列表模式对光线进行非线性调暗。 通过沿图 6 中的曲线改变灯泡电流,光线会更加平滑和逐渐变暗。 这条曲线上的点用于生成输出电流列表。
图 6:沿曲线改变灯泡电流可创建平滑的灯光秀
如图7所示,我们可以通过桌面电源的前面板进入列表。 在此示例中,您希望将电源用作电流源,但电压低于灯泡所需的电压。 BOST(步骤开始时触发)和 EOST(步骤结束时触发)可用于在步骤开始和结束时生成外部触发。
图 7:输入的步骤列表
图 8:基于列表的功率输出