評估隔離電源質(zhì)量的另一個指標(biāo)是其輸出與電源線的隔離。具有高隔離度的電源進(jìn)一步降低了電源輸出的噪聲。良好的隔離阻抗水平包括大于 1GΩ 的參數(shù)與小于 1nF 的并聯(lián)參數(shù)，并且屏蔽得足夠好以支持小于 5μA 的共模電流。

不幸的是，很少有儀器能達(dá)到或超過這些準(zhǔn)則。低頻 60Hz 設(shè)計(jì)可能滿足共模電流規(guī)格，但達(dá)不到直流電阻和電容數(shù)據(jù);開關(guān)設(shè)計(jì)可能具有低電容和更高的直流隔離，但共模電流過大。在某些應(yīng)用中，直流隔離電阻和電容比共模電流更重要。

高阻抗很重要的一種情況是當(dāng)電源為由線性放大器驅(qū)動的電路供電時。在這種情況下，電源是線性放大器負(fù)載的一部分，大的電源電容會給放大器帶來穩(wěn)定性問題。或者，用于為低壓電阻分壓器或極低電流測量電路供電的電源可能需要低共模電流，而與隔離阻抗無關(guān)。

通常，隔離度越高，從交流電源線通過電源耦合的噪聲就越低。當(dāng)應(yīng)用程序涉及其他儀器時，問題變得更加復(fù)雜。在這種情況下，電源中的直流隔離不足可能會為來自其他儀器之一的高共模電流提供傳導(dǎo)路徑。對于任何特定的電源應(yīng)用，了解電源隔離電阻和電容對 DUT 的影響以及初級和次級共模電流流過的路徑或環(huán)路至關(guān)重要，以確定噪聲電壓(常見模電流×阻抗)會產(chǎn)生，噪聲是否過大。

確保多通道電源的通道之間充分隔離

如果 DUT 需要單獨(dú)的隔離電源部分，則需要多個單獨(dú)的隔離電源或單個多通道輸出電源。如果使用多通道電源，請始終確保電源通道之間的隔離大于 DUT 電路之間所需的隔離。然而，僅僅通過閱讀多通道電源的數(shù)據(jù)表(或通過檢查應(yīng)用電路)并不總是很容易確定這一點(diǎn)。

一些電源實(shí)際上并不提供通道之間的隔離。相比之下，例如，吉時利的 2220-30-1 型雙通道可編程直流電源和 2230-30-1 三通道可編程直流電源(圖 3)分別具有兩個和三個完全隔離的通道。當(dāng) DUT 中電路之間的隔離至關(guān)重要時，請考慮實(shí)際測量電源在其通道之間的隔離。

圖 3. Keithley 型號 2220-30-1 雙通道可編程直流電源和 2230-30-1 三通道可編程直流電源。

最大限度地提高輸出精度

如果嚴(yán)格控制負(fù)載電壓對于研究實(shí)驗(yàn)、器件表征或生產(chǎn)測試至關(guān)重要，那么仔細(xì)檢查電源的輸出精度和回讀規(guī)范就很重要。但是，如果電源控制其輸出端子的電壓，則該精度可能會受到影響。需要的是 DUT 上的反饋控制，這意味著電源應(yīng)包括可連接到連接電源線的 DUT 的感測連接(遠(yuǎn)程感測)。傳感電路測量 DUT 上的電壓，以便電源可以補(bǔ)償測試引線中的任何電壓降(圖 4)。

圖 4. 遙感克服了源引線中的電壓降，將編程電壓施加到 DUT。

無論電源輸出有多準(zhǔn)確，都無法保證編程輸出電壓與 DUT 負(fù)載上的電壓相同。這是因?yàn)榫哂袃蓚€源極端子的電源僅在其輸出端子處調(diào)節(jié)其電壓。然而，重要的調(diào)節(jié)電壓是在 DUT 負(fù)載上，而不是在電源的輸出端。電源和負(fù)載由導(dǎo)線分開，導(dǎo)線的電阻 (RLead) 取決于導(dǎo)線的長度、導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性和導(dǎo)體的幾何形狀。在沒有遙感的情況下，負(fù)載上的電壓為：

如果負(fù)載需要高電流，則 ILoad 很高，VLead 很容易達(dá)到十分之幾伏特，尤其是在電源引線很長的情況下，例如自動測試機(jī)架中的情況。負(fù)載上的電壓很容易比所需電壓低 80mV 至 160mV(2A 至 4A 流經(jīng) 0.004Ω/英尺的 5 英尺長、16 號線)。

遙感技術(shù)通過將電源的反饋回路擴(kuò)展到負(fù)載的輸入端來解決引線中的電壓降問題。來自電源的兩條檢測線連接到 DUT 電源輸入。這些感應(yīng)引線是電壓測量線，連接到電源中的高阻抗電壓測量電路。鑒于電壓測量電路是一個高輸入阻抗電路，感應(yīng)引線中的電壓降可以忽略不計(jì)。感應(yīng)引線電壓測量電路成為電源的反饋控制回路。負(fù)載上的電壓通過感應(yīng)引線反饋到電源。電源提高其輸出以克服源極引線中的電壓降，并且 V Load = V Programmed. 因此，只有通過遙感才能將電源的精度應(yīng)用于負(fù)載。

結(jié)論

盡管從單功能儀器的角度來看電源可以被認(rèn)為是簡單的，但它們的功率輸出包絡(luò)、它們的設(shè)計(jì)拓?fù)?線性與開關(guān))、它們的隔離性能以及它們執(zhí)行遙感的能力都是需要考慮的因素。對于復(fù)雜和敏感的設(shè)計(jì)和測試應(yīng)用非常重要。由于其中一些參數(shù)未指定，因此可能需要評估電源。正如本文所述，一些簡單的測量可以幫助確保電源滿足預(yù)期應(yīng)用。