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远端感应线的开路监测 – 程控电源技术和应用指南(31)

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在测试过程中,有时需要为被测件提供的电压精度非常高。例如测量被测件在最低、最高和标称电压上的保证技术指标,
这就需要电压精度必须很高。 如果这时的电压还有一个比较宽泛的变化范围, 在测量过程中将是不可接受的。

 

在时间测量过程中,电源输出端与被测器件夹具之间的导线存在固有电阻,这会导致电压下降,从而成为影响被测器件电压精度的一个重要因素(如下图所示)。



在高性能电源中,都会采用远端感应和补充来解决这个问题。
关于这个方法,我在文章《
程控电源技术和应用指南(8)-
远端回读精确控制电压》(
http://forum.eet-cn.com/BLOG_ARTICLE_16467.HTM 有非常详细的描述。



远端感应是解决引线压降、提供电压精度的有效手段,但也引发了用户对感应回路可能断开连接的忧虑。
因为一旦感应回路断开,感应端测量的电压是0,电源会认为电压的输出要小于设定电压, 它就会提高补偿电压, 并可能将补偿电压加到最高。一旦直流电源的电压上升至最高,
是否会造成被测器件受损? 为了解决这个问题, 在电源设计时,就要充分考虑在出现感应引线开路时, 能够确保电压始终处于合理的设置范围内。


 

在安捷伦高性能程控电源的内部, 专门设计了一个内部的感应线开路保护电路, 它可以在感应线断开时,阻止输出电压比设定电压高得太多。实际上,如果感应线断开,电源的电源上升通常控制在设定电源的1-2%。 为了更多的保险起见,一些安捷伦的电源具有感应线开路检测功能,一旦出现开路,电源会出现报警,并关闭输出。


 

有一点需要注意的是,感应线开路保护电路是一个独立的电路,独立于我们常见的、在每台电源上都具备的过压保护(OVP)。OVP是单独设定的。如果实际电压的输出大于OVP的设定值,电源也会立刻关机, 以保护被测件。

 


但并不是所有的电源都具备感应线的开路检测功能。对于这些电源,一个折中的方法,就是在电源的输出端和感应端之间加一个大约10K欧姆的电阻。如果在负载端出现开路,感应端也能检测到输出的电压,电源就不会有过度的电压补偿。如图2中示意的两个蓝色电阻。

 


总之,电压的远端感应功能可以帮助我们在负载端获得精确的电压。但感应线的意外开路,也可能导致一些潜在的问题。如果我们电源选择得当,或者采取有效的措施预防,是可以让我们的被测件非常安全的。