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(fù)載模塊”,。使用 N679X 系列電子負(fù)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(yàn)的電源工程師都可以做到自動(dòng)化測試,，并自動(dòng)生成報(bào)告！

圖 1.安裝電源,、電子負(fù)載模塊的 N6700

配合 BenchVue 軟件拖拽的自動(dòng)測試序列

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

首先、我們來看看 N679X 系列電子負(fù)載的關(guān)鍵指標(biāo)：

■支持 N6705C,、N6700C,、N6701C、N6702C 主機(jī)

■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(fù)載瞬態(tài)恢復(fù)時(shí)間

反饋回路是電源設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和難點(diǎn)，而反饋回路的帶寬決定電源對(duì)負(fù)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(shí)延接近臨界值,，電源會(huì)變得不穩(wěn)定并發(fā)生振蕩，因此瞬態(tài)恢復(fù)/響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行測試至關(guān)重要,。

圖 2. 瞬態(tài)恢復(fù)時(shí)間圖

圖 3. 負(fù)載瞬態(tài)恢復(fù)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(fù)載處于 CC 模式時(shí),，對(duì)電子負(fù)載進(jìn)行編程以使負(fù)載快速變化，并使用示波器捕獲電源 V_out 的電壓響應(yīng),。需要強(qiáng)調(diào)的是,，瞬態(tài)響應(yīng)測試時(shí)，電子負(fù)載需要的上升時(shí)間必須足夠快,，通常至少要比被測電源快五倍以上,。

如果進(jìn)行連續(xù)負(fù)載瞬態(tài)測試，脈沖的重復(fù)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(fù)并穩(wěn)定下來,。

示波器如何觸發(fā)每一個(gè)電流脈沖？即測量的同步對(duì)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(fù)載模塊是進(jìn)行電源瞬態(tài)響應(yīng)測試的理想方案,！

■其上升和下降時(shí)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(fù)測試的負(fù)載要求,。

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

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

上面的屏幕快照顯示了 100 Hz 時(shí)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(fù)波形，如圖 5 所示,。

圖 5. 瞬態(tài)恢復(fù)數(shù)字化波形

圖 5 顯示了您期望的瞬態(tài)恢復(fù)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(fù)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(fù),。m₁  和  m₂  之間的時(shí)間區(qū)域就是瞬態(tài)恢復(fù)時(shí)間,。執(zhí)行這項(xiàng)測試不僅快速，而且非常簡單,。

通常情況下,，這項(xiàng)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(fù)載效應(yīng)

負(fù)載效應(yīng)測量的是當(dāng)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(fù)載到滿負(fù)載的變化,。

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

圖 6.CV 負(fù)載效應(yīng)時(shí)間圖

圖 7. CV 負(fù)載效應(yīng)測試的典型裝置

使用 N679X 系列電子負(fù)載模塊,，您可以快速執(zhí)行甚至簡化這項(xiàng)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(jī)上的任意波形功能，您可以輕松實(shí)現(xiàn)從無負(fù)載到滿負(fù)載的變化,。

同時(shí),，N679X 電子負(fù)載具有*的電壓測量精度，這種精度水平對(duì)很多電源測試就已經(jīng)足夠,，因此無需使用獨(dú)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(fù)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(fù)載的電流階躍,。

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

經(jīng)過足夠的穩(wěn)定時(shí)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(biāo),。

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(fù)載, 分別使用直流電源或電子負(fù)載測量輸入和輸出的功率,，即可計(jì)算出電源的效率。

圖 9. DC/DC 電源效率測試的典型裝置

對(duì)于效率測試來說,，選擇測量精度水平符合需求的電子負(fù)載至關(guān)重要,。尤其是使用電子負(fù)載測量輸出功率時(shí)更是如此。在某些測試中,，您還希望在不同的負(fù)載點(diǎn)測試效率,，因?yàn)殡娫葱蕰?huì)根據(jù)負(fù)載水平而變化,。N679X 系列電子負(fù)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(zhǔn)確的測量洞察力,，無需使用獨(dú)立功率計(jì),。使用 CP 工作模式，您可以快速輕松地切換不同的負(fù)載電平,。

圖 10. 恒定功率菜單設(shè)置屏幕快照

N6700 平臺(tái)提供直流電源輸入和進(jìn)行測量,，因?yàn)樗峁┝顺^ 34 種直流電源模塊和 2 個(gè)電子負(fù)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(gè)平臺(tái)中進(jìn)行簡單的編程控制和測量,。在單個(gè)平臺(tái)中同時(shí)提供電源和負(fù)載，降低了復(fù)雜性,。電源和負(fù)載模塊都使用同一個(gè)時(shí)鐘,，因此可以同步執(zhí)行電源和負(fù)載兩端的命令。無需額外的工作來保證電源和電子負(fù)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(qiáng)調(diào)的是，由于命令和測量在電源和負(fù)載之間是同步的,，因此您可以在設(shè)置更改時(shí)獲得實(shí)時(shí)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(fù)載模塊,。兩個(gè)模塊都在同一臺(tái) N6705C 直流電源分析儀主機(jī)內(nèi),。通過使用數(shù)據(jù)記錄器，您可以在同一個(gè)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(jìn)行電源測試時(shí)，N679X 系列電子負(fù)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(tái)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(shí)現(xiàn)出色的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。N679X 系列與 N6700 電源模塊以及多種工作臺(tái)主機(jī)和系統(tǒng)主機(jī)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。