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,！

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,、負載效應及效率,。

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/響應時間進行測試至關(guān)重要。

圖 2. 瞬態(tài)恢復時間圖

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,，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 V_out 的電壓響應,。需要強調(diào)的是，瞬態(tài)響應測試時,，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,。

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,。

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（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

負載效應測量的是當發(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。

圖 6.CV 負載效應時間圖

圖 7. CV 負載效應測試的典型裝置

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。

圖 8. Keysight N6791A 上的負載效應設(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 V_out 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,。

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。

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,。