原创 程控电源技术和应用指南（8）- 远端回读精确控制电压

前些天，有位工程师给我们打电话，说他在使用一个大电源，给LED启动器供电是，电压显示正常，电流也有输出，但就是系统无法工作。甚至发现，在用数字表读取负载端输入电压时，发现与电源上的电压显示有明显的不同，于是怀疑是电源质量问题。后来，经过一步步的检查才发现，这是由于电源和负载直接的远端感应线错接引起的问题。

理想状态下，电源与负载间的引线连接不存在电阻。事实上，引线的电阻会随着引线长度和线规而增大。 当电流在电线中传输时，就可能产生电压降，降低负载的电压。这种情况在有些场合非常常见，例如在自动化测试系统中，其导线的长度会有4-10米，中间还可能会有些控制开关，整个回路中导线的电阻可能达到0.1-0.5欧姆。如果这是回路中的电流达到10A，其导线上的电压损耗可能足以影响整个测试过程。在一些现场测试中，我们看到有些导线又几十米，甚至几百米，如果处理不当，被测设备都无法正常工作。为了弥补这一点，需要使用远端感应来补偿导线上的压降。

    通常，电源出厂时会在输出端上连接电压感应线。 如果电源到负载的引线很长， 而且可能有继电器和连接器的复杂设置，输出端的电压将无法精确地传递到负载端。（图 1）

          图1： 在输出端上连接感应引线，6 英尺长的 14 AWG 引线产生的影响。引线会产生 0.3 V 的压降（每个引线 0.15 V）

   电源与负载连接线上的电阻造成的电压损耗，可能会使负载端的实际电压远远低于您的预期， 这个电阻值取决于电线的尺寸和长度。 例如，高电流总会引起明显的压降，即便是使用短的负载引线。下表1中列出了不同尺寸的铜线的电阻：

  通常，铜线的尺寸每增加 3 gauge，电阻就会双倍增加。您必须选择恰当尺寸的电线， 以满足负载的电流要求，负载中的远端感应将会改善电压调整效果，使您无需缩短引线长度或降低线规。

  在测试过程中，特别是如果遇到接线长、电流大的情况，就千万不要忽略导线上的电压降。如果在回路上的电压降是0.3-0.5V，您的被测设备的工作电压是3.6V， 甚至在1.8V或1.2V， 这个影响将是致命的。这不仅会影响到精确的测量，更重要的是可能使被测设备自动关机、不停重复启动，无法正常工作。

   将远端感应端连接到负载端，内部回馈放大器可以直接读取负载端（而不是输出端子的）电压。鉴于控制回路能够直接感测负载电压，电源通过补偿，会使负载电压保持恒定，而不必过多考虑负载引线尺寸、负载引线长度、输出继电器或连接器引起的压降。

使用远端感应时需要注意以下几点：

1. 感应引线使用双线双绞屏蔽线， 将感应引线电缆的屏蔽连接到电源端的接地。
2. 不能把感应引线和负载引线缠绕或**在一起。
3. 避免感应端子（输出反馈路径的一部分）形成开路。在大多数安捷伦的高性能电源中，都使用了内部感应保护电阻。如果感应引线无意中呈现开路，电阻能够避免输出电压过度升高。
4. 大多数电源仅能补偿最高几伏特的负载引线压降，通常小于或等于最大输出电压的10%。

为了实施远端感应， 在为被测件供电前，需要完成以下几步（图 2）：

1. 断开感应端与输出端的直接连接。
2. 将每一个感应端连接到适当极性的负载端触点。
3. 如果必要，设置电源为远端感应模式， 或 4 线模式。

       图 2：使用远端感应来补偿负载引线上的压降