#電源設計 #運算放大器OPA #電流感測放大器 #類比數位轉換器ADC #類比前端AFE

【精密量測電流】

電流感測電阻又稱作分流器，目的是測量電流；為避免對電流造成負面影響，其電阻值通常非常小，導致按比例所產生的電壓也相對小，不利後續類比數位轉換器 (ADC) 運作。因此，設計人員必須利用電路將此微弱電壓放大。

「電流感測放大器」是專用的運算放大器 (OPA)，額外增添雷射修整的精密電阻網路，再融入到裝置中設定增益值，可選擇是否在同一封裝內納入電流分流電阻；在高功率應用中，因為功率耗散會產生熱量，因而偏好採用外接分流電阻。

最常見的電流監測訊號鏈配置，含有分流電阻、類比前端 (AFE)、ADC 及系統控制器。諸如運算放大器或專屬電流感測放大器的 AFE，會將通過分流電阻而產生的微弱差動電壓，轉換成 ADC 可用的電壓。

可在寬幅共模範圍內測量「分流電阻」壓降的電流感測放大器，結合超低偏移電壓、極小增益誤差和高 DC 共模抑制比 (CMRR)，可實現超精密的電流量測準確度，適用於主動天線系統 mMIMO (AAS)、Macro 遠端無線電單元 (RRU)、48V 機架伺服器或商用網路／伺服器電源供應器。

延伸閱讀：
《INA290 超精密電流感測放大器》
https://www.digikey.tw/zh/product-highlight/t/texas-instruments/ina290-current-sense-amp?dclid=COiuxubBzusCFcaNvQod0T4LkQ

#德州儀器TI #INA290 #Digikey

1.電源輸出本身就會有一個Continuous(連續輸出值)與Peak(峰值)，比較嚴謹的還會標註環境溫度以及峰值維持時間，不會說一過載就跳機或故障
2.電源防止輸出超載的保護有OPP及OCP，OPP(過功率保護)為功率級一次側保護，透過偵測一次側電流來知道整體電源輸出狀態，過高時會觸發保護，另一種OCP(過電流保護)為偵測二次側迴路輸出電流是否超標，當其中一路的電流頂到保護門檻，就會觸發使輸出停止，一般來說，兩者要同時具備來發揮完整保護，但因為目前高階配備從待機節能狀態直接到全速運作狀態，瞬間電流與功耗值都會比穩定狀態要大，假如電源保護點設太緊，就很容易觸發保護，保護點比較寬鬆的，就不容易因為瞬間負載而觸發，但保護設定上電源廠商應以自身設計及元件餘裕來考量，避免對自身造成損壞，也同時降低誤觸發率，當然選擇輸出較有餘裕的電源，也可以避免這樣的狀況
3.發電廠負載調配上與電源供應器是完全不同的機制，兩者不能混為一談

#直流電源供應器 #先進電源系統APS #電池模擬器

【以「可編程直流電源供應器」模擬電池充電狀態，好處多多】

隨著電池功率密度與先進電源管理技術不斷提升，即便相當耗電的裝置，現都已提供「純電池」供電的選項；從迷你的能量收集裝置、到無所不在的智慧型手機，從家用工具／電器到純電動車皆然。但是，研發工程師在開發電池供電裝置時，不能只使用電池進行例行測試；除非備有非常大量、預設在各種不同充電狀態的電池，否則如何驗證在各種不同充電狀態下，電池供電裝置的設計是否可行？

一旦用於測試後，每顆完成充電的電池，又需要恢復到相同的充電狀態，以備下次使用。這雖然可行，但相當不切實際。另一個方法是：單獨使用真正的電池進行測試，但每次測試前都需費事地將電池設定在指定的充電狀態。這顆電池必須充電或放電，以符合每次測試的充電狀態要求，準備過程非常耗時。如果，使用可設定的電子電池，也稱為「電池模擬器」，可減少冗長的電池準備時間。

相較於使用真正的電池測試，電池模擬器可降低測試的設定時間、建立更安全的測試環境、並提供具重複性的測試結果。在正常溫度與充放電率下，使用電池是安全的；可惜測試過程中，有時會發生無法預期的狀況，例如，設計階段的待測設備可能無法適當運作，並導致電池過度充、放電的狀況。更糟的是，待測裝置可能受損或進入無法預期的狀態，進而引發火災、爆炸和化學品洩漏的風險。

反之，電池模擬器比真正的電池更加安全。電池模擬器包含過電壓與過電流保護等電子式保護電路，可在測試出現問題時中斷測試。此外，手動將電池設定成指定的充電狀態時，很難保證其準確性；通常要先將電池完全放電再充電，以達到指定的充電狀態。如此額外的電池充、放電循環，可能加速電池老化、改變電池特性，無法確認電池是否達到指定的充電狀態，導致測試結果不一致。

然須留意的是，典型電源供應器具有三項不同於電池的特性，並不適合用來模擬電池：首先，電源供應器通常有非常低且固定的輸出阻抗；其次，電源供應器的電源不會使用殆盡；第三，電源供應器是電力來源，但電池既可供給電源 (放電)，也會汲取電源 (充電)。因此，必須選用支援二象限電壓源和串聯電阻組成，並具備可程控輸出電壓與電阻的「直流電源供應器」，才能有效模擬充電狀態與電池老化效應。

延伸閱讀：
《使用電源供應器模擬電池的重要優勢》
http://compotechasia.com/a/ji___yong/2016/0725/32565.html
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#是德科技Keysight #SMU電源模組 #N6705B電源分析儀

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