2281S系列電池仿真器和精密直流電源

281S-20-6 動(dòng)態(tài)電池模擬器和配有 TFT LCD 顯示屏的精密直流臺式電源使用一個(gè)模型來模擬電池在其放電周期中的響應(yīng)。由于該模型可以基于電池將為其供電的產(chǎn)品的平均電流，您可以估計(jì)電池壽命并分析電池壽命期間的產(chǎn)品性能。它有 5 種內(nèi)置的電池模型可供使用。

Series 2281S 電池仿真器和精密直流電源以創(chuàng)新方式把電池測試、電池仿真與高 精度電源功能整合在一起。它能夠分析被測器件的直流功耗，測試電池，根據(jù)電池 充電過程生成電池模型，然后根據(jù)電池模型仿真電池。2281S-20-6 可以輸出高達(dá) 20V 的功率和6A 的電流，吸收高達(dá)1A 的電流。

2281S 采用線性調(diào)節(jié)，保證低輸出噪聲和杰出的負(fù)載電流測量靈敏度。采用高清彩 色晶體管(TFT) 屏幕顯示與測量有關(guān)的各種信息。軟鍵按鈕和導(dǎo)航輪與TFT 顯示器 相結(jié)合，提供了一個(gè)瀏覽方便的用戶界面，加快儀器設(shè)置和操作。此外，內(nèi)置繪圖 功能可以監(jiān)測各種趨勢，如漂移。這些功能提供了臺式和自動(dòng)測試應(yīng)用要求的靈活 性。此外，2281S 提供了列表模式、觸發(fā)和其他速度優(yōu)化功能，最大限度地減少自 動(dòng)測試應(yīng)用中的測試時(shí)間。

圖 1. Series 2281S啟動(dòng)屏幕。

圖 2. 電池仿真器主屏。

主要特點(diǎn):

·       仿真電池在充電周期和放電周期中 的輸出特性

·       創(chuàng)建、編輯、導(dǎo)入和導(dǎo)出電池模型

·       使用電池測試模式根據(jù)測量結(jié)果自 動(dòng)建立電池模型庫

·       顯示被仿真電池的 SOC、Voc 和 Vt 的實(shí)時(shí)變化

·       計(jì)算用安時(shí) (Amp-Hour) 表示的 電池容量和等效串聯(lián)電阻(ESR)

·       設(shè)置電池 SOC、Voc、電池容量 和電阻

·       提供兩種仿真模式：動(dòng)態(tài)仿真模式 和靜態(tài)仿真模式

·       監(jiān)測充電 / 放電電流和電壓

·       輸出高達(dá) 120W 的低噪聲線性調(diào) 節(jié)功率

·       以高準(zhǔn)確度監(jiān)測從 100nA 到 6A 的負(fù)載電流

·       6 位半分辨率，測量電壓和電流

·       吸收高達(dá) 1A 的電流，提供高達(dá) 6A 的電流

·       內(nèi)置圖表功能，簡化趨勢分析和電 壓或電流波形顯示

·       高清 TFT 顯示器和基于軟鍵 / 圖 標(biāo)的用戶界面，簡化電源操作

·       數(shù)字 I/O，與其他設(shè)備和儀器直接 通信

·       GPIB、USB 和 LAN 接口

·       通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器仿真前面板顯示和 控件，簡化自動(dòng)控制和監(jiān)測

基于電池模型進(jìn)行電池仿真

在2281S 的電池仿真器功能中，可以根據(jù)選擇的電池模型仿真實(shí)際電池輸出性能。 充電狀態(tài)(SOC) 和開路電壓(Voc) 可以設(shè)置成任何狀態(tài)，在特定條件下測試設(shè)備。
有兩種模式可供選擇：
● 靜態(tài)模式：在靜態(tài)仿真過程中，Voc和 SOC 保持相同。
● 動(dòng)態(tài)模式：在動(dòng)態(tài)仿真過程中，Voc和SOC和實(shí)際電池一樣根據(jù)充電和放電變化。
還可以設(shè)置較小的電池容量，加快充電和放電過程，改善測試效率。

圖3. Voc、ESR 和SOC 圖。

確定SOC 和ESR，在電池測試過程中創(chuàng)建電池模型

在2281S 電池測試功能中，可以在電池上執(zhí)行充電/ 放電測試。充電電流在0 ~ 6A 之間，最大放電電流是1A。在充電期間，可以設(shè)置內(nèi)部6 位半萬用表的采樣間隔， 連續(xù)采樣充電電流和電壓。通過這種方式，可以自動(dòng)計(jì)算電池的容量及其內(nèi)部電阻 (ESR 值)。
在測試后，可以根據(jù)電池充電過程的測量結(jié)果生成電池模型。可以以CSV 文件格 式編輯、創(chuàng)建、導(dǎo)入或?qū)С鲭姵啬Ｐ汀?/span>

圖4. 電池測試顯示。

圖5. 電池模型。

簡便查看和控制電池測試與仿真功能的每個(gè)參數(shù)

高亮度4.3 英寸TFT 顯示器用大的易讀字符顯示電壓、電流 和安時(shí)讀數(shù)、源設(shè)置及許多其他設(shè)置。基于圖標(biāo)的主菜單提 供了用戶可以控制和設(shè)置的所有功能，可以快速進(jìn)入源設(shè)置、 測量設(shè)置、顯示格式、觸發(fā)選項(xiàng)和系統(tǒng)設(shè)置。菜單簡短，所 有選項(xiàng)容易查找且描述清楚，可以使用導(dǎo)航輪、數(shù)字鍵盤或 軟鍵迅速設(shè)置測試參數(shù)。許多設(shè)置參數(shù)，如電壓和電流設(shè)置， 可以直接從主屏輸入；不復(fù)雜的測試無需進(jìn)入主菜單進(jìn)行設(shè) 置，就可以在主屏上使用軟菜單進(jìn)行調(diào)節(jié)。不管測試要求簡 單還是復(fù)雜，Series 2281S 電源都為設(shè)置所有要求的參數(shù)提 供了一種簡便方式。

圖6. 電池測試菜單。

精密直流電源，擁有DMM 質(zhì)量的高分辨率、低電流 測量功能

與傳統(tǒng)電源不同，Series 2281S 電源擁有高達(dá)120W、20V 和6A 輸出，還可以以高達(dá)6 位半的分辨率進(jìn)行測量。電壓 輸出測量精度可以達(dá)到100μV。這些電源測量100nA 到幾 安培的負(fù)載電流。四種負(fù)載電流量程(10A、1A、100mA 和 10mA) 支持以DMM 質(zhì)量精度測量設(shè)備的全部負(fù)載電流、待 機(jī)模式電流和小的睡眠模式電流。高分辨率使得用戶能夠滿 懷信心地區(qū)分小的負(fù)載電流變化。還可以在低電流值和高電 流值中以杰出的精度進(jìn)行廣泛的測量或單個(gè)量程測量。

為生產(chǎn)測試優(yōu)化的性能

Series 2281S 是功能強(qiáng)大的生產(chǎn)測試系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈冊谘邪l(fā) 工作臺上提供了巨大的靈活性。它們?yōu)樗袦y量功能提供了 SCPI 命令。此外，多種其他功能有助于最大限度地降低自動(dòng) 系統(tǒng)的測試時(shí)間。例如，外部觸發(fā)輸入支持與測試系統(tǒng)中其 他儀器實(shí)現(xiàn)硬件同步和控制。對電池測試和電池仿真器功能， 數(shù)字I/O 可以配置為輸入或輸出。如果數(shù)據(jù)I/O 配置為輸入， 可以由外部信號觸發(fā)測量；如果數(shù)字I/O 配置為輸出，數(shù)字I/ O 引腳將在測量完成時(shí)發(fā)出一個(gè)信號。此外，為縮短測量時(shí)間， 可以把采集時(shí)間從16.6ms ( 或20ms) 降低到33μs (40μs)， 提高讀取速度。

用戶可以選擇前面板端子或后面板端子，增強(qiáng)連接的靈活性。 為實(shí)現(xiàn)最大電壓精度，4 線遠(yuǎn)程傳感保證編程的輸出電壓是 應(yīng)用到負(fù)載的實(shí)際電平。此外，它監(jiān)測傳感線路，檢測其中 的任何中斷。這些功能保證了可以迅速識別和校正任何生產(chǎn) 問題。可以通過內(nèi)置GPIB、USB 或LAN 接口控制Series 2281S 電源。USB 接口符合測試測量系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)(TMC)。符合 LXI 核心標(biāo)準(zhǔn)的LAN 接口支持遠(yuǎn)程控制和監(jiān)測Series 2281S 電源，因此測試工程師可以一直接入電源，查看測量數(shù)據(jù)， 即使電源和測試系統(tǒng)位于不同的兩大洲。

圖7. 2281S系列電池仿真器和精密直流電源后面板。