美國(guó)泰克動(dòng)態(tài)型電池模擬器2281S-20-6概述

Series 2281S 電池仿真器和精密直流電源以創(chuàng)心方式把電池測(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(guò)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，樶大限度地減少自 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。

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(kāi)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(guò)程中，Voc和 SOC 保持相同。

● 動(dòng)態(tài)模式：在動(dòng)態(tài)仿真過(guò)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(guò)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(guò)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，樶大放電電流是1A。在充電期間，可以設(shè)置內(nèi)部6 位半萬(wàn)用表的采樣間隔， 連續(xù)采樣充電電流和電壓。通過(guò)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(guò)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?

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(wú)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樶大限度地降低自動(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)樶大電壓精度，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(wèn)題。可以通過(guò)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。

美國(guó)泰克動(dòng)態(tài)型電池模擬器2281S-20-6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(kù)
★ 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(guò)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)