原创 用电源精确测量电流 - 程控电源技术和应用（15）

   在产品开发过程中，被测件及模块的工作电流测试和表征，是验证产品是否符合设计要求的关键指标。测试电流的方法也有多种，最常见的是使用万用表、分流器或电源中的内置测量功能， 都能够精确地测量被测件的电流。但实际工作中，也需要根据的情况，选择一种最为恰当的测量方法。电源本身精确而可靠的电流测量能力， 具有其它方法难以替代的优势， 可以帮助您解决不少测试难题。

数字万用表电流的直接测量

    常见的电流测量方法是使用台式数字万用表的电流测量功能。尽管很多6位半的数字万用表，例如Agilent 34401A具有很高的精度，但您必须要断开电路， 以将万用表串联在测量回路中。而且，数字万用表的最高电流测量能力很有限，一般不超过10 安培。万用表测量电流的一个缺陷，就是其内部的分流器会造成回路上的电压损耗，从而减小被测件的电压, 在一些极端情况下，甚至会造成系统出现故障。我在《测电流就宕机，万用表惹的祸？ – 雷人的测试故事(3 》一文中，就有关于这方面的故事。

外部分流器+数字万用表测量分流器的压降

    您还可以使用分流器执行电流测量。这需要根据电流范围选择最恰当的分流电阻。测量精度取决于数字万用表的电压测量精度和分流器的精度。虽然这种方法可使您获得非常精确的测量结果，但一些误差也会对您的测量产生不利影响。您必须要留意常被忽视的潜在问题：

1.   热电动势 – 不同种类金属会使热电偶的电压增大

2.   分流器校准 – 需要对分流器的电阻进行经常性的校准，以获得精确的读数

3.   自热效应 – 电流会导致分流器的温度升高， 并引起电阻变化，长时间测量会出现漂移。

     除了这些问题以外，安装分流器时，首先要断开电路连接， 以便将其串联至电路，这会造成电压损耗。在系统中机架安装分流器，可能还需要用到继电器和开关， 增加了系统连接的复杂性。

电源内置的电流回读能力

    借助电源的内置电流回读能力，您能够避免连接分流器的麻烦。电流回读采用内置分流器，内部的补偿功能可以消除由于分流器内阻造成的压降。您也不必断开被测件连接， 或与数字万用表建立连接。

    根据电源的输出范围和性能的不同，其电流的测量精度也不同。表1 列出了高品质电源能够获得的测量精度范围

（表 1）电源电流回读的相对精度

电源测量的精度指标， 不会受到外部分流器的误差影响。因此，电源回读电流的精度非常高，足以应对大多数的电流测量应用，特别是在电源额定输出电流的 10% 至 100% 范围内的电流。但也要特别注意的是，当电源的输出小于其额定功率的10%之后，其测量精度下降非常快。因此，在我们选用电源的时候，一定要选用功率合适的型号，尽可能多地利用其输出功率，这样，高性能电源的各种优势才能最大化，如测量精度、效率、速度、安全保护等性能。

但有些电源与万用表一样，具备多个量程，以确保输出功率在不同情况下，电流和电压的测量精度。例如Agilent N6761A （50W/50V/1.5A）自动量程输出模块，其电压和电流都有多个量程。如表2所示。 在低量程情况下，精度可以达到15uA, 如果配上一个电流高精度测量选件，可以达到1uA 的精度。

表2：N6761A电源模块具有多个电压和电流测量量程，以确保测量精度

总结一下，选择内置电流回读能力，即可获得以下优势：

1.  减少少连接设备数量， 不必使用继电器、开关和额外的布线

2.  容易使用

3.  电源直接显示电流读数

4.  无需断开电路

5.  可确保的精度：精度值已将内部分流器误差考虑在内

6.  同步测量 – 能够用与电源相关的事件， 触发回读测量的开始。

    另外，在一些高性能电源中，还具有数字化仪和数据记录的功能。 数字化仪的功能就像高分辨率的示波器一样，记录短时间的电压和电流波形。而数据记录功能，则可以长时间记录电压、电流及功耗。关于这种测量功能，我将在以后的文章中谈到。