2281S系列電池仿真器和精密直流電源

281S-20-6 動態(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 動測試應(yīng)用中的測試時間。

圖 1. Series 2281S啟動屏幕。

圖 2. 電池仿真器主屏。

主要特點:

·       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 動建立電池模型庫

·       顯示被仿真電池的 SOC、Voc 和 Vt 的實時變化

·       計算用安時 (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。
● 動態(tài)模式：在動態(tài)仿真過程中，Voc和SOC和實際電池一樣根據(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，可以自動計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?？梢砸訡SV 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 和安時讀數(shù)、源設(shè)置及許多其他設(shè)置?；趫D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)選項和系統(tǒng)設(shè)置。菜單簡短，所 有選項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)，因為它們在研發(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 系統(tǒng)的測試時間。例如，外部觸發(fā)輸入支持與測試系統(tǒng)中其 他儀器實現(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發(fā)出一個信號。此外，為縮短測量時間， 可以把采集時間從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?？梢酝ㄟ^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。