如何为测试应用确定最佳电源，第一部分功率和噪声

大多数电气工程师认为他们对电源有很好的了解，因为它们是相对简单的单功能直流设备，旨在输出受控电压。但是，电源的功能远不止此描述所暗示的。尽管电源的规格对大多数应用都充分描述了其性能，但指定其性能(或任何仪器的性能)的每个可能方面在金钱和时间方面都太昂贵了。

尽管对电源规格的审查应始终是选择过程的一部分，但也应考虑其他特性。从用户的角度来看，重要的是了解电源的功率包络，以确保它能够以特定应用所需的电压和电流参数提供功率。

对于生成或测量低电平信号的电路的开发、表征和测试，选择电源的设计拓扑并研究其共模电流对于确保其不会干扰电路性能至关重要。同样，如果开发具有多个隔离电路的设备，电源不会降低设备的隔离度至关重要。将电源用作在其工作电压范围内测试电路的精确电压源或用作校准源时，必须确认可以在被测电路的输入端获得电源的规定精度。此类应用需要对电源特性进行详细调查。

调查功率包络线

最重要的决定是确保有足够的功率为被测设备 (DUT) 供电。尽管这听起来很明显，但请注意不同类型的电源和电源具有不同的功率包络。一种电源具有矩形功率包络线，其中任何电流都可以在任何电压电平下提供给负载。这无疑是最通用的功率包络线。第二种类型的电源可以具有多个范围的多个矩形信封。这种类型的功率包络提供的优点是它允许一个参数的更高值而牺牲另一个参数。例如，具有这种类型包络的电源可以输出更高水平的电流，但最大电压更低。

一些电源输出双曲线包络，它提供比多范围电源更连续的转换。使用此功率包络，一个参数与另一个参数成反比。高功率输出电源往往具有多范围或双曲线包络。花时间研究特定应用所需的封装类型，以确保所选电源能够在测试所需的电压和电流水平下提供所需的功率。

确定噪声性能

在为以极低电压运行的电路或使用或测量极低电流的电路(例如必须拾取毫伏或微安电流信号的传感器检测器)供电时，来自外部源的噪声可能会导致问题。电源本身是噪声源之一，可分为两种成分：常模噪声和共模噪声。由于电源的内部电路，电源的输出端子会产生正常模式噪声。共模噪声是源自电源线和主变压器上的杂散电容的接地参考噪声。

对于敏感电路，与使用开关技术设计的电源相比，线性电源提供的正常模式输出噪声要低得多。权衡是线性电源的电源转换效率低于开关电源，而且体积更大、更重。开关电源通常在较小的外壳中提供更多的输出功率。对于噪声敏感的电路，线性电源的噪声仅为开关电源的五分之一到十分之一(5mVp-p vs. >50mVp-p)。当正常模式噪声是一个关键考虑因素时，尽可能使用线性电源。

评估共模噪声电流

除了较低的正常模式噪声外，线性电源的共模噪声通常也低于开关电源。每当电压变化时，例如隔离变压器初级或次级绕组上的交流电压和瞬变 (dv/dt) 将电流耦合通过屏障，就会产生共模噪声。初级(次级)上产生的任何噪声电流都必须返回初级(次级)以完成电路。每当该电流流过阻抗时，就会产生噪声电压，在某些情况下，这会降低负载(或 DUT)性能或导致负载监控测量不准确。

噪声项的大小与电压上升时间和电源隔离变压器的未屏蔽或杂散电容直接相关。共模噪声源包括整流二极管(在次级)开启和关闭的电压瞬变，以及 60Hz 线路移动或开关电源初级电路常见的突然电压瞬变。

变压器结构的质量，包括初级和次级绕组之间的充分屏蔽，可以最大限度地减少初级和次级之间的杂散电容。在耦合电容最小的情况下，流经负载的噪声电流通常不会影响负载的运行或影响负载上的测量。如果变压器的初级和次级没有充分相互屏蔽，则耦合电容可能很大，毫安级的电流会流入负载，从而产生性能问题和负载电流测量误差。对于低功耗和敏感组件、模块或最终产品，请评估电源的低共模性能。