航空电子、汽车电子和其他电力电子电路需要对传感电路进行精确校准。例如，汽车电池监测电路的不准确校准可能会过早关闭或允许电池过度放电。不准确的校准最终可能会缩短电动汽车的行驶距离或使电池放电到不安全的水平。

这种类型电路的正确校准要求监测电路的直流可编程电源电压达到应用所需的精度水平。这意味着施加到被测电路上的电压必须是一个处在监测中的已知量。无论直流电源的输出有多精确，你都不能保证它的输出电压就是加在负载上的电压，即被测电路。

问：这是为什么呢?

答：由于电流通过导线而产生的压降使最终加在负载上的电压降低了。即使导线具有非常低的电阻，一个合理大小的负载电流通过较长的导线时仍会产生不可忽略的压降。同时由于相同导线长度的供电回路，因此总压降其实增加了一倍。

为了解决这个问题，电源被设计具有远程感测电路，可以监测负载处的电压并将电压反馈给电源。然后，电源提高其输出以补偿导线上的压降。

向负载供电的现状

让我们看一个具体的情况，当直流可编程电源只使用两根导线确定整个负载的电压，控制电路是监测电源输出端的电压，这被称为本地感测。

图 1 显示了一个直流电源对一个负载施加 48 V 电压，20 A 电流。负载的接线是 12 AWG 铜导线，带有THWN 绝缘，其最大载流能力为 25 A。导线在室温下的电阻为 0.00162 Ω/ft。在测试架和负载之间有 10 英尺的导线，每根导线上的电压降为 0.324 V，两根导线的总压降为 0.648 V。因此，负载两端的电压不是电源输出的 48 V，而是 48 V - 0.648 V 即 47.352 V。由于导线两端的电压下降，施加电压的误差为 1.35%。对于许多军事/航空航天和汽车应用来说，这是一个不可接受的误差。

图 1 所示，由于测试导线上产生压降，负载电压低于程序设置电压

远程感测解决方案

让我们再看看图 1 所示的相同负载电路，但现在我们将使用远程感测方案。图 2 给出了电源电路的更多细节，并显示了连接到负载的远程感测输入。远程感测电路是一种高阻抗电压测量电路，用于监测负载处的电压。

高阻抗测量电路从负载中吸取的电流可以忽略不计。它反馈整个负载的电压降，并且电源控制电路使电源输出增加，直到负载处的电压为程序设定的电源电压。图 2 显示了电源直流端的输出电压和负载处的电压。远程感测消除了由测试导线电阻引起的加在负载上的电压误差。

图 2 所示，远程感测线路确保负载处的电压是程序设置电压。

1、对远程感测电路合理布线，使其免受感应和电源负载的影响

如何保护远程感测电路免受感性负载对电源施加反向电动势的影响? 感性负载在断电时，将存储的能量以与电源电压相反的极性返回到电路中。同样地，假设电源正在给电池充电，在这种情况下，如果直流电源的电压降到低于电池的电压，电池就会向电源放电。来自电感的反向电动势和来自电池的放电电压都向电源施加能量，将损坏电源。

一对二极管可以保护电源不受外加能量的影响。无论如何，如果使用远程感测的方式使负载获得精确的电压，则需要保护远程感测电路免于这两种类型的负载（电感和电池）的影响。

图 3 提供了一种推荐的远程感测布线方法，该方法可以保护所有电源线路免受施加到直流可编程电源的能量的影响。一个缺点是感测正极引线不再导向负载，不能补偿串联二极管的压降。使用这种配置需要在典型的负载电流下表征串联二极管的压降，并将二极管压降添加到直流电源的输出电压程序设置中。使用这种接线配置和串联表征二极管既保护了电源，又确保负载处的电压为程序设定的电压。

图 3 所示，感性负载或电源性负载的远程感测电路布局

2、如何避免远程感测线路产生电位振荡

电压感测电路采用高输入阻抗电压测量电路。感测导线上的噪声可以产生可检测的扰动，这些扰动被放大并传输到电源控制电路。控制电路上的噪声会在电源输出上引起纹波。如果波动足够大，它们会导致电源产生振荡，可能损坏负载和电源。

为避免这种情况，要使用恰当的布线技术，使尽可能多的噪声远离感测导线。可通过屏蔽导线以防止电磁干扰。此外，使用双绞线来防止磁场在导线的环路区域产生电压。保持感测导线与电源导线分开。这些导线中的直流电流会在感测导线的环路区域产生磁场。图 4 说明了使用感测线时最常见的解决方案。

图 4 所示，正确的远程感测电路布线

远程感测保证了对负载施加正确的电压

电压感测电路采用高输入阻抗电压测量电路。感测导线上的噪声可以产生可检测的扰动，这些扰动被放大并传输到电源控制电路。控制电路上的噪声会在电源输出上引起纹波。如果波动足够大，它们会导致电源产生振荡，可能损坏负载和电源。

所有 EA Elektro-Automatik (EA)直流可编程电源都具有远程感测功能。EA 可编程电源可适应的测试引线的电压降，达到标称输出电压的5%，优于其他直流电源。

EA Elektro-Automatik 集团是欧洲领先的实验室和工业用功率电子产品制造商。公司总部位于德国北莱茵—威斯特法伦州工业中心，致力于研究、开发和制造实验室电源、工业用大功率电源系统及能量回馈型电子负载等高科技设备，并提供硬件+软件的完整解决方案。产品具有广泛的应用场景，如传统动力电池、燃料电池、可再生能源、电动汽车、轨道交通技术、航天技术、自动化测试系统、船舶与海洋工程、工艺和流程控制等。

关键词:EA 直流电源 远程感测

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来 源：德国EA电源

编辑：清风

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