直流电子负载应用之测试电源瞬态响应

大多数电源设计为通过电压调节电路提供恒定电压。如果负载突然消耗大量电流，那么调节电路无法输出稳定电压。而极端情况是输出最大电压和需要满电流的瞬态。

例如，是德科技的瞬态响应测试就是在电源的最大输出电压下进行的。输出电流从最大值的 50% 开始，先上升到最大值，然后返回到 50%。参见图 1，电流的急剧变化产生了两个电压瞬态。

图 1. 从电源吸收的最大电流突然发生变化，导致电压瞬态

瞬态响应时间是指电源从负载的显著变化中恢复原状所需的时间。一旦电源输出电压回到稳定的限制范围，我们就认为它已经恢复，见图 2。

例如，Keysight E36312A三路输出电源规定在 15 mV 的稳定范围内恢复的时间低于 50 μs。这发生在负载从 50% 上升到 100%，然后从满负载的 100% 再下降到 50% 之后。

图 2. 瞬态响应时间显示为电源在稳定频段内恢复原状所需的时间

使用负载电阻和开关测量响应时间有一定的挑战。通常，功率电阻器有一定的电感，会与影响电源的瞬态响应。使用直流电子负载可以避免引入额外的失真。

设置电子负载的两种最常用方式是电阻模式或恒流模式。在电阻模式下，通过计算选择消耗 50% 电流的电阻，再计算消耗最大电流的电阻值。电流优先模式非常直观，因为所需的电流直接输入到负载。

在针对电流优先配置了负载之后，下一步是创建瞬态。Keysight N6700 系列具有多个内置波形，只需描述几个点即可方便地设置好动态输出。

当电流幅度改变时，阶梯式波形会产生一次瞬态。当电流上升然后下降时，脉冲波形会产生两次瞬态。为该测试设置的脉冲波形；见图3。

图 3. 选择脉冲波形以产生动态电流

表1所示为 SCPI 编程命令以及 Keysight N6705C 直流电源分析仪前面板指令。定义了波形后，您可以随时使用 arb run 命令或 N6705C 直流电源分析仪 前面板上的 run/stop 按键来启动它。

将示波器设置为使用单次采集的电平触发，可以轻松查看并捕获波形。运行 arb run后，捕获的瞬态如图4所示。示波器输入采用交流耦合，带宽限制为 50 mV/格。扫描设置为 20 μs/格，并有一些时延，以便使波形居中显示。

在瞬态进入 15 mV 设置范围内的位置放置一个游标，以便查看波形穿过的时间。在两次瞬态中，电源的恢复速度比规定的技术指标50μs 要快得多。

表1. 在通道 1 配置负载模块吸收动态电流，前七个步骤与技巧 1 中的步骤相同

图4. 单次捕获第一个瞬态