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如何選擇合適的實(shí)驗(yàn)室交流電源供應(yīng)器(AC Source)

發(fā)布時(shí)間:2011-05-16

中心議題:

  • 交流電源供應(yīng)器的采購選型介紹

解決方案:

  • 選擇適合的交流電源供應(yīng)器考慮因素
  • 交流電源供應(yīng)器(AC Source)容量計(jì)算



交流電源供應(yīng)器(AC Source)是指在在產(chǎn)品測試上能輸出各種交流電源規(guī)格的儀器電源, 你可以通過它任意設(shè)定交流電源輸出的電壓、電流、頻率或者隨時(shí)間變換的V•I曲線。這是大多數(shù)電子設(shè)備實(shí)驗(yàn)室特別是電源實(shí)驗(yàn)室的必備設(shè)備。雖說這是實(shí)驗(yàn)室常用設(shè)備,大多數(shù)工程師仍然對交流電源供應(yīng)器的采購選型非常頭疼。為此,Chroma中國區(qū)授權(quán)代理商中電華星依據(jù)多年電源產(chǎn)品研發(fā)和使用經(jīng)驗(yàn)提出以下選型建議供廣大工程師參考。

1、選擇適合的交流電源供應(yīng)器(AC Source)需考慮的因素。
(1)是否具有PLD(Power Line Disturbance)【仿真市電失真電壓波形】功能?
一般的使用者之所以會使用到交流電源供應(yīng)器(AC Source),除了提供一穩(wěn)定且標(biāo)準(zhǔn)的輸出電壓、輸出頻率,還會使用到其變壓、變頻的功能來設(shè)定輸出世界上任一個(gè)國家或地區(qū)所使用的電壓、頻率,或是使用PLD的功能,來模擬市電可能會發(fā)生的真實(shí)狀況,還可做Life Test,提高產(chǎn)品穩(wěn)定度。Chroma的交流電源供應(yīng)器(AC Source)不僅能完成上述基本功能外,還能提供軟件編程輸出、交直流合并輸出、波形設(shè)定輸出等高端應(yīng)用。
(2)可輸出的電壓、頻率、rms 電流、peak 電流范圍?
可輸出的電壓范圍一般而言約為0-300V,主要是為了符合世界上大部分地區(qū)所使用的電壓100V/110V/200V/220V/230V,若是測試OVP 110%-130%,230V*1.3 = 299V,也都還在輸出電壓范圍之內(nèi)。如果在一些特殊的情況會使用到>300V的電壓,就需要選用一些高壓機(jī)種的AC Source。
可輸出的頻率范圍依不同的設(shè)計(jì)方式,例如Switching or Linear的輸出頻率范圍相差會很大,一般來說Switching Design能輸出的頻率范圍會高于Linear Design,世界上大部分地區(qū)所使用的頻率50Hz/60Hz,但是在軍規(guī)、船舶、航天工業(yè)上會使用400Hz或更高的頻率,此部份需特別注意。
可提供的rms 電流、peak 電流范圍,需依照待測物的規(guī)格確定,尤其是peak電流的提供能力,在測試Inrush Current(涌浪電流)時(shí),有著極大的影響。
(3)是否可輸出交、直流電壓?
市面上有些廠商的AC Source,除輸出交流電壓外,還可輸出直流電壓(例如 Chroma 61500/61600 Series AC Source),優(yōu)點(diǎn)在于可省去再買一臺DC Source的花費(fèi),還可輸出AC+DC的電壓波形(交流電壓波形中有直流電壓成分),做一些測試特殊通訊設(shè)備時(shí)使用。
(4)是否可設(shè)定開機(jī)角度(量測沖擊電流用)?
在電源應(yīng)用測試中,沖擊電流的量測是幾乎列為必測的項(xiàng)目之一,想要量測到最大的Inrush Current,就必須透過控制AC Source的開機(jī)角度來達(dá)成。
(5)可輸出相位(1相 or 3相)?
在種類繁多的待測物中,有些是1相輸入,有些必須使用到3相輸入,所以AC Source如果輸出相位如可選擇1相or 3相,則應(yīng)用層面會更加寬廣。
(6)AC Source 本身是否有參數(shù)量測的功能?
若AC Source 本身具有參數(shù)量測的功能,即可省去再買一臺電表的費(fèi)用,且免除AC Source與Power Meter接線方面的問題,更加方便檢測輸出值是否與設(shè)定值一致。
(7)輸出電壓的(THD, Total Harmonic Distortion)總諧波失真度?可否由用戶輸出電壓的THD進(jìn)行編程?[page]
在測試過程當(dāng)中,輸出電壓波形以pure sinewave為最佳,THD值越低,代表輸出電壓波形越接近pure sinewave,增加測試可信度;如果可讓用戶自行設(shè)定欲輸出電壓波形的總諧波失真度,就可以在研發(fā)階段模擬出可能會發(fā)生的情況,增加產(chǎn)品可靠度。
(8)是否具備低輸入電壓變動率(Line Regulation)和低負(fù)載變動率(Load Regulation)?
輸入電壓變動率是指:在標(biāo)示的輸入電壓規(guī)格內(nèi),因輸入電壓高、低的變動而造成輸出電壓變動的變動率,較佳的AC Source有較低的輸入電壓變動率;負(fù)載變動率是指:在標(biāo)示的負(fù)載范圍內(nèi),因負(fù)載輕、重的變動而造成輸出電壓變動的變動率,較佳的AC Source有較低的負(fù)載變動率。
(9)相同輸出功率的機(jī)種,體積大小與重量非常重要?
AC Source的體積大小與重量,體積大、重量重有其占空間、搬動不易的缺點(diǎn),如果是要將AC Source放在工廠內(nèi),就比較不會去在意,但如果要放在人員眾多、地方又小的辦公室內(nèi),無疑是一大負(fù)擔(dān)!
(10)有無Fan Speed Control?
AC Source放在人員眾多、地方又小的辦公室內(nèi),若無Fan Speed Control(風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制,意思即為可依據(jù)輸出的狀況,調(diào)整風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速),則風(fēng)扇因轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的噪音對使用者將是一大問題。
(11)設(shè)計(jì)方式:Switching or Linear?
AC Source設(shè)計(jì)若是采用Switching的方式,好處是輸出頻率可以很高,同樣輸出功率下,體積與重量相較于采用Linear設(shè)計(jì)的AC Source來的小及輕,Switching 設(shè)計(jì)難度也較高。
(12)是否有CE Mark?
符合CE Mark對電磁兼容與安規(guī)各方面的相關(guān)規(guī)定,使用起來更安全更有保障。

2、以Chroma為例詳解交流電源供應(yīng)器(AC Source)容量計(jì)算。
假設(shè)Power Supply 輸出功率300W,效率(Eff)70%,功率因素(PF)0.5,需做過功率(OPP)測試,范圍110%-130%,最低輸入電壓(Low Line)90V,波峰因素(CF)4。
(1)最大輸出實(shí)功率=輸出功率*最大過功率范圍=300*1.3=390W
(2)最大輸入端實(shí)功率=最大輸出實(shí)功率/效率= 390W/0.7=557W
(3)最大輸入端視在功率=最大輸入端實(shí)功率/功率因素= 557W/0.5=1114VA
(4)最大輸出端rms電流=最大輸入端視在功率/最低輸入電=1114VA/90=12.4A
(5)最大輸出端peak電流=最大輸出端rms電流*波峰因素=12.4A*4=49.6A
由以上可得該交流源最大輸出端rms電流=12.4A;最大輸出端peak電流= 49.6A數(shù)據(jù)來分析,如果選用Chroma交流源, Chroma 6120 或 6520(2KVA)以上容量之AC Source才能符合測試需求。

 

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