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使用Keysight N6790優(yōu)化電源測試

來源:深圳市樂買宜電子有限公司   2019年07月03日 08:35  

如何使用Keysight N6790優(yōu)化電源測試

在上一期我們給大家分享了,“直流電源分析系統(tǒng)——N6705新添電子負載模塊”。使用 N679X 系列電子負載模塊,并配合 Benchvue 拖拽式軟件,即使沒有任何軟件開發(fā)經(jīng)驗的電源工程師都可以做到自動化測試,并自動生成報告!

 

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圖 1.安裝電源、電子負載模塊的 N6700

配合 BenchVue 軟件拖拽的自動測試序列

 

今天我們結(jié)合幾個測試案例,再給大家進一步分享直流源分析儀搭配 N679X 電子負載,測試電源的瞬態(tài)響應(yīng)、負載效應(yīng)及效率。

 

首先、我們來看看 N679X 系列電子負載的關(guān)鍵指標:

 

■支持 N6705C、N6700C、N6701C、N6702C 主機

■100W 模塊(N6791A,60V,20A)和 200W 模塊(N6792A,60V,40A)

■四種不同的工作模式:恒定電壓、恒定電流、恒定功率和恒定電阻

■電流精度 0.04%;電壓精度 0.03%

■快電流斜率,2.4A/us (N6791A);/us(N6792A)

  

負載瞬態(tài)恢復時間

 

反饋回路是電源設(shè)計的關(guān)鍵和難點,而反饋回路的帶寬決定電源對負載電流變化的響應(yīng)能力。如果電源反饋回路輸入和輸出之間的時延接近臨界值,電源會變得不穩(wěn)定并發(fā)生振蕩,因此瞬態(tài)恢復/響應(yīng)時間進行測試至關(guān)重要。

 

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圖 2. 瞬態(tài)恢復時間圖

 

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圖 3. 負載瞬態(tài)恢復測試的典型裝置

 

如圖所示,通常,測試瞬態(tài)響應(yīng),需要設(shè)定電子負載處于 CC 模式時,對電子負載進行編程以使負載快速變化,并使用示波器捕獲電源 Vout 的電壓響應(yīng)。需要強調(diào)的是,瞬態(tài)響應(yīng)測試時,電子負載需要的上升時間必須足夠快,通常至少要比被測電源快五倍以上。

 

如果進行連續(xù)負載瞬態(tài)測試,脈沖的重復率應(yīng)足夠慢,以便電源反饋環(huán)路可在每次瞬態(tài)后恢復并穩(wěn)定下來。

示波器如何觸發(fā)每一個電流脈沖?即測量的同步對于獲得正確的測量結(jié)果至關(guān)重要。

 

N6705C 直流源分析儀配合 N679X 系列電子負載模塊是進行電源瞬態(tài)響應(yīng)測試的理想方案!

 

■其上升和下降時間比大多數(shù)基礎(chǔ)型電源快許多倍,因此它能滿足電源瞬態(tài)恢復測試的負載要求。

■N6705C 直流電源分析儀主機集成任意波形編輯,電壓、電流示波器可捕獲瞬態(tài)恢復響應(yīng)。

 

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圖 4. Keysight N6791A 瞬態(tài)恢復設(shè)置屏幕快照

 

上面的屏幕快照顯示了 100 Hz 時在 1. 和 3A 之間產(chǎn)生瞬態(tài)切換的菜單設(shè)置 — 設(shè)置步驟快速簡便。您還可以使用 N6705C 直流電源分析儀的數(shù)字化儀功能捕獲瞬態(tài)恢復波形,如圖 5 所示。

 

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圖 5. 瞬態(tài)恢復數(shù)字化波形

 

圖 5 顯示了您期望的瞬態(tài)恢復特性。V2  是電壓波形,I2  是電流波形。您可以看到  I2  中顯示的負載發(fā)生變化,這引起了  V2  中的電壓響應(yīng)(下降),從而使其恢復。m1  和  m2  之間的時間區(qū)域就是瞬態(tài)恢復時間。執(zhí)行這項測試不僅快速,而且非常簡單。

 

通常情況下,這項測試需要使用示波器,但您可以通過結(jié)合使用 N6705C 示波器與直流電源分析儀,避免這種麻煩。

 

CV 負載效應(yīng)

 

負載效應(yīng)測量的是當發(fā)生瞬態(tài)后,穩(wěn)態(tài)輸出電流的變化引起的電源輸出電壓的變化。輸出電流的這種變化通常是從無負載到滿負載的變化。

 

在測量之前,先將被測電源的輸出電壓達到的穩(wěn)定時間。然后設(shè)定電子負載工作與在 CC 模式下,改變電子負載電流設(shè)置從無負載改成滿負載。

 

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圖 6.CV 負載效應(yīng)時間圖

 

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圖 7. CV 負載效應(yīng)測試的典型裝置

 

使用 N679X 系列電子負載模塊,您可以快速執(zhí)行甚至簡化這項測試。它提供四種工作模式:CV、CC、CR 和 CP ,并借助 N6705C 直流電源分析儀主機上的任意波形功能,您可以輕松實現(xiàn)從無負載到滿負載的變化。

 

同時,N679X 電子負載具有*的電壓測量精度,這種精度水平對很多電源測試就已經(jīng)足夠,因此無需使用獨立的數(shù)字萬用表,使測試配置極大簡化。

 

圖8 顯示了 N6790 系列電子負載如何通過簡單的編程,使用波形發(fā)生器創(chuàng)建從滿載到零負載的電流階躍。

 

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圖 8. Keysight N6791A 上的負載效應(yīng)設(shè)置屏幕快照

 

經(jīng)過足夠的穩(wěn)定時間后,您可以直接從前面板讀取電壓測量值,以保證 Vout 符合技術(shù)指標。

 

效率

 

電源效率是指其總輸出功率與總輸入功率之比。例如 DC/DC 電源輸入連接到直流電源,輸出連接到電子負載, 分別使用直流電源或電子負載測量輸入和輸出的功率,即可計算出電源的效率。

 

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圖 9. DC/DC 電源效率測試的典型裝置

 

對于效率測試來說,選擇測量精度水平符合需求的電子負載至關(guān)重要。尤其是使用電子負載測量輸出功率時更是如此。在某些測試中,您還希望在不同的負載點測試效率,因為電源效率會根據(jù)負載水平而變化。N679X 系列電子負載具有執(zhí)行此類效率測試所需的全部必要功能。測量系統(tǒng)提供準確的測量洞察力,無需使用獨立功率計。使用 CP 工作模式,您可以快速輕松地切換不同的負載電平。

 

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圖 10. 恒定功率菜單設(shè)置屏幕快照

 

N6700 平臺提供直流電源輸入和進行測量,因為它提供了超過 34 種直流電源模塊和 2 個電子負載模塊。它是真正的直流電轉(zhuǎn)換效率測試綜合解決方案,可在單個平臺中進行簡單的編程控制和測量。在單個平臺中同時提供電源和負載,降低了復雜性。電源和負載模塊都使用同一個時鐘,因此可以同步執(zhí)行電源和負載兩端的命令。無需額外的工作來保證電源和電子負載在通信方面相互聯(lián)系。因而無需任何硬件或軟件同步。

 

需要強調(diào)的是,由于命令和測量在電源和負載之間是同步的,因此您可以在設(shè)置更改時獲得實時效率數(shù)據(jù)。您可以在輸入端使用 N6762A 精密電源模塊,在輸出端使用 N6791A 系列電子負載模塊。兩個模塊都在同一臺 N6705C 直流電源分析儀主機內(nèi)。通過使用數(shù)據(jù)記錄器,您可以在同一個屏幕上查看輸入和輸出的功率測量值, 無需額外配置。

 

總結(jié)

 

在您進行電源測試時,N679X 系列電子負載模塊可以為您提供優(yōu)異的性能和速度。無論何種測試環(huán)境,也無論是工作臺或系統(tǒng)應(yīng)用,您都可以獲得高質(zhì)量和高可靠性以及的性能和功能。它簡化了測試系統(tǒng)配置,可以實現(xiàn)出色的準確性和可重復性。N679X 系列與 N6700 電源模塊以及多種工作臺主機和系統(tǒng)主機集成,構(gòu)成真正的綜合解決方案,用于直流電源轉(zhuǎn)換測試。

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