如何为测试应用确定最佳电源，第二部分隔离和接地

评估隔离电源质量的另一个指标是其输出与电源线的隔离。具有高隔离度的电源进一步降低了电源输出的噪声。良好的隔离阻抗水平包括大于 1GΩ 的参数与小于 1nF 的并联参数，并且屏蔽得足够好以支持小于 5μA 的共模电流。

不幸的是，很少有仪器能达到或超过这些准则。低频 60Hz 设计可能满足共模电流规格，但达不到直流电阻和电容数据;开关设计可能具有低电容和更高的直流隔离，但共模电流过大。在某些应用中，直流隔离电阻和电容比共模电流更重要。

高阻抗很重要的一种情况是当电源为由线性放大器驱动的电路供电时。在这种情况下，电源是线性放大器负载的一部分，大的电源电容会给放大器带来稳定性问题。或者，用于为低压电阻分压器或极低电流测量电路供电的电源可能需要低共模电流，而与隔离阻抗无关。

通常，隔离度越高，从交流电源线通过电源耦合的噪声就越低。当应用程序涉及其他仪器时，问题变得更加复杂。在这种情况下，电源中的直流隔离不足可能会为来自其他仪器之一的高共模电流提供传导路径。对于任何特定的电源应用，了解电源隔离电阻和电容对 DUT 的影响以及初级和次级共模电流流过的路径或环路至关重要，以确定噪声电压(常见模电流×阻抗)会产生，噪声是否过大。

确保多通道电源的通道之间充分隔离

如果 DUT 需要单独的隔离电源部分，则需要多个单独的隔离电源或单个多通道输出电源。如果使用多通道电源，请始终确保电源通道之间的隔离大于 DUT 电路之间所需的隔离。然而，仅仅通过阅读多通道电源的数据表(或通过检查应用电路)并不总是很容易确定这一点。

一些电源实际上并不提供通道之间的隔离。相比之下，例如，吉时利的 2220-30-1 型双通道可编程直流电源和 2230-30-1 三通道可编程直流电源(图 3)分别具有两个和三个完全隔离的通道。当 DUT 中电路之间的隔离至关重要时，请考虑实际测量电源在其通道之间的隔离。

图 3. Keithley 型号 2220-30-1 双通道可编程直流电源和 2230-30-1 三通道可编程直流电源。

最大限度地提高输出精度

如果严格控制负载电压对于研究实验、器件表征或生产测试至关重要，那么仔细检查电源的输出精度和回读规范就很重要。但是，如果电源控制其输出端子的电压，则该精度可能会受到影响。需要的是 DUT 上的反馈控制，这意味着电源应包括可连接到连接电源线的 DUT 的感测连接(远程感测)。传感电路测量 DUT 上的电压，以便电源可以补偿测试引线中的任何电压降(图 4)。

图 4. 遥感克服了源引线中的电压降，将编程电压施加到 DUT。

无论电源输出有多准确，都无法保证编程输出电压与 DUT 负载上的电压相同。这是因为具有两个源极端子的电源仅在其输出端子处调节其电压。然而，重要的调节电压是在 DUT 负载上，而不是在电源的输出端。电源和负载由导线分开，导线的电阻 (RLead) 取决于导线的长度、导体材料的导电性和导体的几何形状。在没有遥感的情况下，负载上的电压为：

如果负载需要高电流，则 ILoad 很高，VLead 很容易达到十分之几伏特，尤其是在电源引线很长的情况下，例如自动测试机架中的情况。负载上的电压很容易比所需电压低 80mV 至 160mV(2A 至 4A 流经 0.004Ω/英尺的 5 英尺长、16 号线)。

遥感技术通过将电源的反馈回路扩展到负载的输入端来解决引线中的电压降问题。来自电源的两条检测线连接到 DUT 电源输入。这些感应引线是电压测量线，连接到电源中的高阻抗电压测量电路。鉴于电压测量电路是一个高输入阻抗电路，感应引线中的电压降可以忽略不计。感应引线电压测量电路成为电源的反馈控制回路。负载上的电压通过感应引线反馈到电源。电源提高其输出以克服源极引线中的电压降，并且 V Load = V Programmed. 因此，只有通过遥感才能将电源的精度应用于负载。

结论

尽管从单功能仪器的角度来看电源可以被认为是简单的，但它们的功率输出包络、它们的设计拓扑(线性与开关)、它们的隔离性能以及它们执行遥感的能力都是需要考虑的因素。对于复杂和敏感的设计和测试应用非常重要。由于其中一些参数未指定，因此可能需要评估电源。正如本文所述，一些简单的测量可以帮助确保电源满足预期应用。