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高精度数字电源
翠海科技公司提供的电磁铁电源是采用高性能全数字控制的高精度双极性恒流电源，广泛用于电磁铁、亥姆霍兹线圈等感性负载的励磁。电流连续过零，无触点换向，可以产生平滑、稳定的受控磁场。通过高斯计形成高精度磁场平台，连续扫场；电流或磁场模式的控制可为用户提供简洁、方便的使用和控制形式。
主要功能和特点：
1)&&&&&&&采用24bit的ADC和DAC作为模拟前端和后端接口；
2)&&&&&&&采用ARM+DSP实现动态数字控制；
3)&&&&&&&采用5.7英寸（320&240）大尺寸液晶屏实时显示电源工作状态；
4)&&&&&&&提供五种输出控制模式，能够适应不同的应用环境：
l&&&&&&&通过键盘设置。
l&&&&&&&通过模拟电压控制。
l&&&&&&&通过UART接口由计算机控制。
l&&&&&&&通过GPIB接口由计算机控制。（选件）
l&&&&&&&通过USB接口由计算机控制。（选件）
采用抢先式设计，无需通过面板指定控制方式。
1)&&&&&&&双极性输出，无触点换向，电流连续过零
l&&&&&&&输出电流、电压四象限工作（特别适合感性负载）
l&&&&&&&输出电流变化速率可达到200A/s，对电抗性负载，电源自动根据电流、功率限制速率。
2)&&&&&&&支持通过串口外接高斯计。
3)&&&&&&&磁场自动控制方式。直接在电源面板按键上输入目标磁场强度值，电源根据由内置高斯计读回的磁场值自动调整输出电流，以使实际磁场稳定到设置目标值。
4)&&&&&&&采用低功耗待机模式，支持上位计算机远程开启和关闭电源，无需面板操作。
5)&&&&&&&多种保护功能。考虑市电状态、冷却状态、模块工作状态多因素，对电源提供全面保护，并且在液晶屏上直接显示故障状态，方便用户检查原因。
l&&&&&&&输入电源欠压、过压保护
l&&&&&&&输入电源缺相保护
l&&&&&&&输入电源掉电保护（内部保护吸收感性负载反灌能量）
l&&&&&&&冷却水故障、内部过热保护、机内结露保护
l&&&&&&&模块欠压保护
l&&&&&&&模块过流
l&&&&&&&模块过功率
规格及技术指标
三相四线制
三相四线制
三相四线制
相电压（V）
功率（kVA）
双极性恒流
双极性恒流
双极性恒流
分辨率1（mA）
噪声2（mA）
稳定性（ppm/h）
变化率（A/s）
范围（&O）
模拟控制电压
计算机接口
IEEE-488（选件）
USB（选件）
IEEE-488（选件）
USB（选件）
IEEE-488（选件）
USB（选件）
高斯计输入控制
内置高斯计
冷却水压力
冷却水流量
冷却水管径
内径/外径（mm）
进水口温度
电气连接参数
输入线径(mm2&)
输出线径(mm2&)数字电源：为什么要重视精度？
21:08:43来源: 与非网 关键字：&&&&&&
器件另一端的精度重要吗？实际上，它要比大部分人所认识到的会重要得多。&一个错误预算的实例让我们用一个实际IC规格，并考虑精度是如何在其中发挥作用的。我们使用一片高端。FPGA的参数表（如下）确定了保证IC能够正常工作的电源电压。如果电源电压超出了这一范围，器件将不能保证正常工作。
图1：FPGA参数规格
让我们关注VCC电源轨，它在0.85V标称值上下有±30mV波动。对于0.85V电源轨，误差是±3.5%。
乍看起来，人们会认为±3% 能够对此进行处理。不幸的是还有其他一些考虑。
图2：10A POL负载响应
这幅示波器截屏显示了VCC POL输出端上的一个10A负载脉冲。存在大约8mV的纹波和一个20mV的简短压降。这带来的问题是：这些人为干扰是否必须处于±3.3%的规格范围之内呢？该示波器图中的波形出现在POL的输出端。我们必须要问：负载承受的是什么？
图3：功率分配网络（PDN）原理图
这张取自DesignCon 2006“功率分配网络设计方法的比较”（Comparison of Power Distribution Network Design Methods）的PDN原理图示出了封装和芯片之中的滤波。PDN、封装去耦和片内电容可以滤除瞬变的某些高频部分。因此，针对瞬变裕度问题的答案是：要看情况而定。一般来说，只有PDN的封装端将会滤除最高的频率。
纹波是另一回事。纹波的频率较低，而且负载引脚上承受什么样的纹波，芯片就将承受什么样的纹波。于是，出于我们进行分析的考虑，我们将假设纹波消耗了误差裕量的一部分，并且忽略掉瞬变。
在纹波为8mV的情况下，我们的误差预算仅剩下了±22mV，也就是说准确度大约为±2.5%。不幸的是，我们并未完成所有的工作。我们必须考虑过压（OV）和欠压（UV）监控器。如果您回顾一下我之前发表的一篇文章“数字电源监控和遥测”，就会了解到OV/UV监控器是负责设定跳变点并具有DAC的比较器。我们所关心的是欠压和过压准确度。
监控器的准确度是误差预算的一部分，因为我们希望把UV监控器的准确度设定得高于规格值，而将OV监控器的准确度设定得低于规格值。这是保证电源轨满足IC电源规格指标的唯一方法。（请注意：虽然我们通常可以给监控器增添某种滤波处理，这样瞬变就不至于使其跳变，但是纹波将始终导致其发生跳变。）
现在，让我们使用监控器的精度，它是±2%。在我们的0.85V电源轨上，则是17mV。现在，我们的裕量只剩下4mV！POL输出电压精度现在必须是0.5%！这可以实现吗？
LTC3880数据表显示了监控器工作时的输出精度是±0.5%。我们的电源轨满足了规范，而监控器确保它能够正常工作，在之前的文章中我们谈到，如果不满足规范，会选择性地触发和关断，并向基本电路板管理控制器（BMC）发送故障。
复习一下数学知识
FPGA规范：30mV
去掉波纹：22mV
去掉监控器精度：4mV
去掉控制环精度：0mV
有折中方法吗？
这取决于您所希望的质量水平。如果您从规范中去掉监控器而且依靠控制环，那么所要求的控制环精度是2%，LTC3880提高了4倍。这意味着，它甚至可以支持低于0.85V的电源轨。但是，还有最后一方面我们没有考虑到。当您认为我们已经完成工作了，实际上还有更多的问题需要处理。
裕度调节是怎么样的情况呢？
在生产环境中，电源系统运行于（或超过）高规格值和低规格值，以消除系统中的任何边缘性。在我们的设计场合中，这意味着以±3.5%的准确度运行系统。在裕度调节期间，监控器将稍做“让路”，因为此时的目标是确保系统在整个规格范围内拥有可靠性。
我们要确保在极端情况下能够正常工作，因此，需要通过控制环精度，使电源轨设置能超越极端情况，以保证极端情况甚至超过极端情况的实际值。如果控制环精度是0.5%，那么，我们应该把电源轨设置为±4%。控制环精度如果只有2%（与监控器相似），情况会怎样呢？数值应该是±5.5%。
没什么大问题，对吗？
倘若FPGA应用由于较高裕度值的原因而失去定时裕量，那么裕度测试有可能触发代价不菲的故障。您也许需要给设计增加定时裕量以通过裕度测试，而假如您无法容许增加裕量，则或许将导致良率下降。或者，您也可以减小裕度值并降低质量（放过某些缺陷）。无论采取哪一种方法，遭受损失的不是您就是您的客户。如果您为所应为并正确地设定裕度值，则将延缓项目的进展，而且您还将蒙受良率损失并伤害到自己的底线。而假如您在裕度测试中弄虚作假，那么您的客户就会遭遇损失，因为他们的系统将不具备可靠性。因此，控制环路准确度确实是事关紧要。这是一个大问题。阅读产品规格
应谨慎地对待制造商提供的规格指标。每家制造商在规定其准确度时都使用了其特有的结构。控制环路准确度将由多个部分组成：
1. 电压差动放大器失调和增益
2. 用于ADC的电压基准
3. ADC偏移和增益
4. 外部组件（例如：电阻分压器）所产生的影响
产品手册有时单独地规定以上指标，或者将其中的一些从规格中省去，抑或根本不直接规定输出的准确度。LTC3880规定了“总误差”，因此实际的准确度是一目了然的。在比较器件时，如果产品手册中未给出总误差指标，则始终必需加以计算。否则，假如您在设计过程的后期（或者更糟，在大批量生产中）遇到问题的话，就有可能要为自己的选择而后悔不已了。
概要我们研究了FPGA规格并进行了误差预算。我们发现了其他的一些误差预算组成部分，包括：纹波、控制环路准确度、监控器准确度和裕度准确度。直接对比FPGA的规格和POL的性能指标并不能反映全面的情况。POL的准确度必须大大高于FPGA产品手册给出的规格值，以保证器件的运作处于规格范围之内，并保证两者在整个规格范围内的可靠性，同时在生产中保持高良率。
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编辑：探路者
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> 如何设计高效率大电流直流稳压电源
如何设计高效率大电流直流稳压电源
图3 采用这颗IC 设计+5V 电源的实际应用电路对这个电路的设计，有几点说明如下：1. 这里用的电阻、电容等元件都是采用贴片型的元件。采用贴片型元件的好处：一是可以使整个电路的体积做的很小，二是为了让各元件排列得很紧凑，以避免元件之间连接线过长而导致引入外部的干扰使得电路工作不稳定。2. 电容C4、C5 不能用电解电容，而必须采用多层陶瓷介质贴片电容(即MLCC 电容)，最好是采用X7R 型或X5R 型的贴片电容，因为这种电容滤波效果较好，能确保输出电压Vout 的纹波电压较小。3. C2 必须采用X7R 型的贴片电容，同时还要尽可能靠近MP1593, 以确保使得从输入端引入的高频干扰减到最小。4. D1 必须采用正向电流大于3A 的肖特基二极管(Schottky barrier diode)以确保当IC 内部的MOS 管V1 关断时，电感L1 能快速的向负载提供足够大的电流。5. R3、R4、R5 必须采用误差为1%的贴片电阻，以确保输出电压Vout 的精度。 R4、R5 串联使用也是为了更方便的调节Vout，使其精度达到预定的要求。6. L1 采用绕线式工字型贴片电感，其额定工作电流必须达到2A 以上。7. 电阻R1、R2 组成串联分压电路从12V 电压分出大约5V 左右的电压给pin 7 端作为该电路的启动信号。电路中所使用的所有元件的型号规格参数如表2 所示。表2 电子元件清单3、结束语在采用集成电路MP1593 设计直流稳压电源时，有以下几点值得注意：1. 如果输出的电压不是 +5V 而是 +3.3V、+1.8V 或者其它输出电压，这时在设计MP1593 的应用电路时，( 图3 ) 中的某些元件的参数是需要进行调整的， 如：L1、D1、C6、R3、R4、R5、R6都需要根据输出电压的大小而重新选择适当的参数。如何选择参数?可参考MPS 公司发布的MP1593的IC 规格书的最新版本文件：MP1593 DatasheetRev 2.0 .pdf。2. 在PCB 布线时，必须注意地线的排布方法。一般要求将输入部分的地线与输出部分的地线分别各自在一点汇总后再相互连接起来， 且汇总地点尽可能靠近MP1593 的pin 4(GND)端。3. 在PCB 布线时，L1、D1、C3 必须在一点进行连接并且与MP1593 的 pin3 端连接的线段要尽可能短一些，粗一些。4. 在PCB 布线时，L1、D1、C4 这几个元件在PCB 板上所围成的面积要尽可能的小一些，实际上就是要求将这几个元件尽量排布得相互靠近些。以上几点措施是为了使设计出来的实际应用电路具有极好的工作稳定性，使输出电压在纹波、输出电压精度、信噪比等各方面都获得非常好的性能指标。事实上，本人曾经在便携式DVD 产品中采用MP1593 设计了+5V、+3.3V、+1.8V 三种直流稳压电路，实际测得该机的性能指标非常好，输出电压上的纹波很小，音频系统的信噪比实测达到了90dB 以上，视频系统的亮度信噪比达到了60dB 以上，充分证明该电路具有很好的实用性。
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