新增 4 种方法进一步提升电源使用技巧

当今的设计对为其上电的系统提出了更高的要求。您可能会发现，很多的设计问题是由电源系统引起的。

为进一步提升您的电源使用技能，本电子书在第一期的基础上又增加了四种技巧。

  技巧1：为低功耗设备供电
  技巧2：表征不断变动的功耗状态
  技巧3：了解瞬态响应
  技巧4：使用列表模式动态地改变输出

技巧1

为低功耗设备供电

很多设备都是为使用低电压、低电流而设计的。如果功率过高，这些低功率设备很容易受到损坏。避免电源损坏的最佳方法是使用专为低功率应用而设计的电源。

对于更高功率的电源，即便其最小的 OCP(过流保护)值也可能还是不够低。就以最受欢迎的 120 W 台式电源为例，它的 OCP 值最小也是限制到 100 mA 或更高。低功率的设备更适合使用低功率的电源。例如，电流一旦超过 20 mA 就会损坏 LED 阵列样品。此时需要电源能够通过 CV/CC 跳变或 OCP 来限制电流，从而保护设备。

CV/CC 跳变可将电流保持在限定范围内，防止出现过流情况。消除了过流情况，电源就会回到正常的工作状态。图 1 是把电流限制在 20 mA 以下的一个简单示例。

图 1：表征 CC 极限值小于 20 mA 的小型 LED 阵列的电压和电流

OCP 是一种闭锁功能。一旦电流超过 20 mA，输出就会设为 0 伏并保持在零位。清除 OCP 即可重新启动输出。

输出功率较低的电源与输出功率较高的电源相比,其噪声更低。那些用于测试 LED 阵列的电源,其输出噪声通常都小于 350 uVrms。

E36312A 三路输出电源在所有三路输出上均有 20 mA 的量程，非常适于测量低电流。使用它的低量程测量小于 20 mA 的电流时，我们可以获得更高的分辨率和精度。

技巧2

表征不断变动的功耗状态

许多设备都被设计为能够在不同的时间使用不同的功耗。某些设备可在工作状态与睡眠状态之间切换功耗，从而延长电池的使用寿命。电池和电容器都需要经常充电。在过去，通常是用外部分析仪来记录电压和电流随时间的变化。

为超级电容器充电

我们可以使用台式电源来确定超级电容器的充电率。超级电容器可以储蓄大量电能，因而需要特别小心，以免对其造成损坏。三个主要关注点包括：

电压极性
限制充电率
防止过压

超级电容器的工作电压通常设计为 2.7 V 或更低。通过将多个超级电容器串联，我们可以获得更高的充电电压。但此时需要采取措施来限制充电电流，因为超级电容器的串联电阻较低，无法自行限制充电电流。

我们可以对台式电源最大电压和恒流限制来进行配置。电源将会监测电压和电流情况。对于测量结果随时间的变化，我们可以手动收集，也可以用计算机来收集。

简单的程序或应用软件(如 BenchVue)可以帮助检索电源，以便搜集数据并绘制图形。某些新款台式电源配有图形用户界面，还可直接使用 USB 存储器进行记录。图 2 中的示例是超级电容器在未达到 2.7 V 的电压极限之前，以 5 A 的最大速率进行充电的情况。

图 2：E36312A 正在捕获一个 100 F 超级电容器的充电情况

当电容器达到 2.7 V 以后，吸收的电流将会越来越少。电容器完成充电之后必须及时拔除电源，以避免它向电源放电。USB 中的数据可以导入 Excel 进行深入分析。

技巧3

了解瞬态响应

您注意过在启动空调以后屋里的灯光瞬间变暗的情况吗？这是因为空调吸收了大量电流，致使供电电压下降，进而导致了灯光变暗。一小段时间之后，电压还会恢复正常。

直流电源上的输出阻抗，也会造成类似的电压瞬变。对电流的需求突然增加时，电源的输出电压就会瞬间下降。同理，电流的下降会导致电源电压突然升高。瞬态响应是电源在负载的巨大变化中恢复正常的速度。例如，对于 E36312A 来说，当电流从 50% 变到 100% 时，其恢复到 15 mV 的瞬态响应时间是 50 us。通道 1 的最大电流是 5 A，50% 就是 2.5 A。