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测试中更可靠的供电方式 - 程控电源技术和应用(42)

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当我们为多台被测件供电时,以下两种方法是常用的。一是使用一台大功率电源,将输出分成几路分别给多给被测件供电;另外一种方法就是利用多台较小功率的电源,或是输出彼此隔离的多路电源,分别为每个被测件提供电力。如图1和图2所示。

 

 

 

图 1: 向多个 被测件 加电的框图, 各 被测件 共享一台大电源

 

 

图 2:  向多个 被测件 加电的框图,各 被测件 均使用自己单独的小电源

 

 

    很多次有工程师问起这个问题:“在并行测试多个被测件时,是用一台大电源并行连接所有被测件,还是每个被测件用一台小电源更好?”我的回答几乎总是一样的:“为每个被测件提供一台电源比共用一台大电源好得多”。但无一意外的是,工程师们都会觉得这样做成本会高于一台大功率电源。但实际上,如果我们考虑综合的因素,特别是产品的安全性、系统的复杂性和可靠性、测量精度等等诸多方面,得出的结论可能与多数工程师想象的正好相反。让我来仔细分析一下。.

 

     当每个被测件都拥有自己的电源时(图2),一个被测件,我们称之为被测件x,如果内部发生任何事情,比如过高浪涌或被故障,都不会影响另一被测件,我们称为y的内部发生任何事情。现在,让我们关注一下图一的配置:如果被测件 x出现问题,它可能会对大功率电源产生干扰。而此时正在运行测试的被测件y, 可能对此过程毫无所知,除非在系统中再植入一套高速的实时原因电压检测系统, 对测试的每一步产生的干扰都进行检测。还需要注意的是,这类事件并不仅限于故障;甚至在给被测件 x上电的瞬间,可能导致注入被测件 x的较高的浪涌电流,从而瞬间干扰连接到电源的所有被测件的正常工作。

 

    如果为每一个被测件配备一**立的电源,或者用隔离的多路电源为个被测件配备独立的供电,就可以大幅度简化安全保护电路,并实时检测每一个被测件的故障。一旦出现故障,或完成测试, 可随即关断电源,而不会影响其它被测件的测试工作。

 

      如果为每个被测件提供单独的供电,还可以充分利用各台电源的内置电流测量功能。而在共享大功率电源时,就只能测量所有被测件的总电流。如果需要测量每个被测件的电流,就需要在每路被测件回路上使用一个电流传感器,通常是一个分流器,然后用多路数据采集测量分流器上的电压值,再换算成电路。这就会增加系统编程和布线的复杂性,分流器也会引入额外的误差和校准工作。

 

    为每一个被测件配备一**立的电源时,可以选用较小功率的电源,这样就能进行更精准的测量。而如果用共享大功率电源的配置,这是很难实现的。因为对于大电源来说,电流测量的分辨率和小电流的测量精度都会受到限制,您有可能无法准确测量任何一个被测件造成的电流变化。例如,在用一台大功率电源为8个被测件加电时,大电源将提供8倍的被测件电流。如果要达到与单独电源同样测量性能和精度,就需要大功率电源的分辨率比单独的小电源高3bit。如果单独测试被测件电流需要14bit的分辨率,当用大功率电流并行连接8个被测件时,会发现实现同样的电流测量将需要17bit以上分辨率的电源。而目前市场上很少有超过16bit电流测量分辨率的电源。因此,高功率、高准确度意味着高昂的价格,甚至很难找到这样的产品。

 

     在共享一台大功率电源时,如果测试过程需要分别改变指定被测件的电压,包括简单的对指定被测件进行上电或下点,都是不容易实现的,因为这会影响到电源连接的所有被测件的工作。

 

       为每一个被测件配备一**立的电源时,要断开每个指定的被测件是非常容易的,因为小电源有时带有内置的输出继电器。相反,在共享一台大功率电源时,需要为每一路设计一个专用的电源继电器。

 

      为每一个被测件配备一**立的电源,也有让测试工作具备更高的故障容限。一台电源的故障不会停止其它被测件的测试。也可把一台电源脱机进行维修或校准,其余通道则可继续运行。如果大功率共享电源产生故障或需要校准,整个测试系统都将停机。

 

     总之,与并行测试相比,为每一个被测件配备一个小功率电源、或一路独立的电源有许多优点。这样做可以电源的采购成本略高,但如果综合考虑系统的开发成本和复杂性、测试能力和吞吐率、可靠性和精度、特别是被测件的安全保护等因素,这样的方案可以明显面降低测试的成本。