泰克2281S-20-6電池模擬器

Series 2281S 電池仿真器和精密直流電源以創(chuàng)新方式把電池測(cè)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(cè)器件的直流功耗，測(cè)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(cè)量靈敏度。采用高清彩 色晶體管(TFT) 屏幕顯示與測(cè)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(cè)各種趨勢(shì)，如漂移。這些功能提供了臺(tái)式和自動(dòng)測(cè)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，大限度地減少自 動(dòng)測(cè)試應(yīng)用中的測(cè)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(cè)試模式根據(jù)測(cè)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(cè)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(cè)從 100nA 到 6A 的負(fù)載電流
• 6 位半分辨率，測(cè)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(jiǎn)化趨勢(shì)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(jiǎn)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(jiǎn)化自動(dòng)控制和監(jiān)測(cè)

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(cè)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(cè)試效率。

圖3. Voc、ESR 和SOC 圖。

確定SOC 和ESR，在電池測(cè)試過程中創(chuàng)建電池模型

在2281S 電池測(cè)試功能中，可以在電池上執(zhí)行充電/ 放電測(cè)試。充電電流在0 ~ 6A 之間，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(cè)試后，可以根據(jù)電池充電過程的測(cè)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?/p>

圖4. 電池測(cè)試顯示。

圖5. 電池模型。

簡(jiǎn)便查看和控制電池測(cè)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(cè)量設(shè)置、顯示格式、觸發(fā)選項(xiàng)和系統(tǒng)設(shè)置。菜單簡(jiǎn)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(cè)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(cè)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(cè)試要求簡(jiǎn) 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(jiǎn)便方式。

圖6. 電池測(cè)試菜單。

精密直流電源，擁有DMM 質(zhì)量的高分辨率、低電流 測(cè)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(cè)量。電壓 輸出測(cè)量精度可以達(dá)到100μV。這些電源測(cè)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(cè)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(cè)量或單個(gè)量程測(cè)量。

為生產(chǎn)測(cè)試優(yōu)化的性能

Series 2281S 是功能強(qiáng)大的生產(chǎn)測(cè)試系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈冊(cè)谘邪l(fā) 工作臺(tái)上提供了巨大的靈活性。它們?yōu)樗袦y(cè)量功能提供了 SCPI 命令。此外，多種其他功能有助于大限度地降低自動(dòng) 系統(tǒng)的測(cè)試時(shí)間。例如，外部觸發(fā)輸入支持與測(cè)試系統(tǒng)中其 他儀器實(shí)現(xiàn)硬件同步和控制。對(duì)電池測(cè)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(hào)觸發(fā)測(cè)量；如果數(shù)字I/O 配置為輸出，數(shù)字I/ O 引腳將在測(cè)量完成時(shí)發(fā)出一個(gè)信號(hào)。此外，為縮短測(cè)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)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(cè)傳感線路，檢測(cè)其中 的任何中斷。這些功能保證了可以迅速識(shí)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(cè)試測(cè)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(cè)Series 2281S 電源，因此測(cè)試工程師可以一直接入電源，查看測(cè)量數(shù)據(jù)， 即使電源和測(cè)試系統(tǒng)位于不同的兩大洲。

圖7. 2281S 后面板。

泰克2281S-20-6電池模擬器

技術(shù)數(shù)據(jù)

23℃ ±5℃，儀器預(yù)熱一小時(shí)后。

直流額定輸出

電壓：0 ~ 20V。
電流：0 ~ 6A。
大功率：120W。

電壓 1

源設(shè)置精度：±(0.02% + 3mV)。
分辨率：1mV。

測(cè)量2 (0.5V 過量程)

精度：±(0.02% + 2 mV)。
分辨率：0.1mV。

更快的測(cè)量設(shè)置時(shí)額外的偏置

5 位半(0.1 PLC)：0.21mV。
4 位半(0.01 PLC)：1.44mV。
3 位半(0.002 PLC)：7.60mV。

調(diào)節(jié)

負(fù)載：±(0.01% + 2mV)。
線路：±(0.01% + 1mV)。

輸出紋波和噪聲

帶寬20Hz-20MHz：<1mV_RMS，<6mV_p-p。

負(fù)載瞬態(tài)恢復(fù)時(shí)間：電阻性負(fù)載從50% 負(fù)載變?yōu)?00% 負(fù)載或從100% 負(fù)載變?yōu)?0% 負(fù)載：<50ms 恢復(fù)到V-set 的15mV 以內(nèi)。
轉(zhuǎn)換速率：上升電壓和下降電壓：10V/s ~ 100V/s。限定條件下zui高1000V/s 3。
100V/s ( 默認(rèn))。
每條引線大電壓下跌( 保持電壓精度)：1V。
大SENSE HI 和SENSE LO 引線電阻( 保持電壓精度)：2W。

電流

限流設(shè)置
滿刻度電流：6.1A。
精度：±(0.05% + 5mA)。
分辨率：0.1mA。
測(cè)量4 (120% 過量程，10A 除外)

快速測(cè)量設(shè)置時(shí)增加的偏置9

電流脈沖測(cè)量 5
小脈寬(10mA 和100mA 范圍) 6：2ms。
小脈寬(1A 和10A 量程) 6：140μs。
捕獲兩個(gè)連續(xù)脈沖的小時(shí)間：0.5ms。
調(diào)節(jié)
負(fù)載：±(0.01% + 0.25 mA)。
線路：±(0.01% ± 0.25 mA)。
輸出紋波和噪聲
帶寬20Hz-20MHz：<3mA RMS。
大連續(xù)平均接收電流
不可編程：1.02A ± 0.1A ( 典型值)。

系統(tǒng)測(cè)量速度

其他定時(shí)數(shù)據(jù)

CV 到CC 跳變時(shí)間(V-Set = 5V, I-limit = 0.5A, 電阻負(fù)載從25W 變?yōu)?.5W)： 2.4ms。
CC 到CV 跳變時(shí)間(V-Set = 5V, I-limit = 0.5A, 電阻負(fù)載從2.5W 變?yōu)?25W)：1.1ms。
功能變化( 從檢測(cè)總線命令變?yōu)橥瓿晒δ茏兓?：10ms ( 典型值)。
輸出關(guān)閉/ 打開( 從檢測(cè)到總線命令到電壓開始下降)：5ms ( 典型值)。
反向引線驅(qū)動(dòng)：>1.5ms。

保護(hù)

過壓保護(hù)(OVP)
設(shè)置精度：±(0.25% + 0.25V)。
分辨率：125mV。
響應(yīng)時(shí)間：<1.5ms。
過流保護(hù)(OCP)
設(shè)置精度：±(0.25% + 0.10A)。
分辨率：25mA。
響應(yīng)時(shí)間：<1.5ms。
溫度過高保護(hù)(OTP)
輸出關(guān)閉溫度：>93° C ( 典型值)。
響應(yīng)時(shí)間：<1.5 ms ( 典型值)8。

備注

1. 技術(shù)數(shù)據(jù)基于使用四線供電方法連接。對(duì)2 線連接，要增加0.5mV/A 的偏 置( 前面端子)。
2. 6 位半分辨率，1 PLC 讀取速率，濾波器開，自動(dòng)清零開。
3. 100V/s ~ 1000V/s 轉(zhuǎn)換速率限于2281S-20-6 電源大3A 時(shí)變化5V。
4. 6 位半分辨率，1 PLC 讀取速率，濾波器開，自動(dòng)清零開。
5. 設(shè)置：自動(dòng)清零關(guān)，0.002 PLC，準(zhǔn)備源：外部，觸發(fā)源：直接。
6. 時(shí)間包括觸發(fā)觸發(fā)檢測(cè)、時(shí)延加測(cè)量開始抖動(dòng)以及測(cè)量積分時(shí)間0.002PLC。
7. 設(shè)置：自動(dòng)清零關(guān)，輸出開，輸出延遲關(guān)，固定源：電壓。
8. 設(shè)置：自動(dòng)清零關(guān)，輸出開，輸出延遲關(guān)，固定源：電壓，準(zhǔn)備或測(cè)量數(shù)：1000。

Series 2280S 附件

Model 2280-001：后面板安裝連接器和保護(hù)罩( 左面是組裝好的圖，右面單 獨(dú)顯示了連接器及頂部和底部保護(hù)罩)

Model 2280-TEST-LEAD：電源測(cè)試線套件，1000V，20A 額定值：包含 122 厘米(4 英尺) 電纜，平接線片適配器，鱷魚夾。