泰克2281S-20-6 動態(tài)型電池模擬器

2281S-20-6 動態(tài)電池模擬器使用一個型號來模擬電池在其放電周期中的響應。 由于該型號可以基于電池要供電的產(chǎn)品的平均電流，您可以估計電池壽命并分析電池壽命期間的產(chǎn)品性能。

Series 2281S 電池仿真器和精密直流電源以創(chuàng)新方式把電池測試、電池仿真與高 精度電源功能整合在一起。它能夠分析被測器件的直流功耗，測試電池，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 20V 的功率和6A 的電流，吸收高達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載電流測量靈敏度。采用高清彩 色晶體管(TFT) 屏幕顯示與測量有關(guān)的各種信息。軟鍵按鈕和導航輪與TFT 顯示器 相結(jié)合，提供了一個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)測各種趨勢，如漂移。這些功能提供了臺式和自動測試應用要求的靈活 性。此外，2281S 提供了列表模式、觸發(fā)和其他速度優(yōu)化功能，最大限度地減少自 動測試應用中的測試時間。

圖 1. Series 2281S啟動屏幕。

圖 2. 電池仿真器主屏。

主要特點:

• 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、導入和導出電池模型

• 使用電池測試模式根據(jù)測量結(jié)果自 動建立電池模型庫

• 顯示被仿真電池的 SOC、Voc 和 Vt 的實時變化

• 計算用安時 (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：動態(tài)仿真模式 和靜態(tài)仿真模式

• 監(jiān)測充電 / 放電電流和電壓

• 輸出高達 120W 的低噪聲線性調(diào) 節(jié)功率

• 以高準確度監(jiān)測從 100nA 到 6A 的負載電流

• 6 位半分辨率，測量電壓和電流

• 吸收高達 1A 的電流，提供高達 6A 的電流

• 內(nèi)置圖表功能，簡化趨勢分析和電 壓或電流波形顯示

• 高清 TFT 顯示器和基于軟鍵 / 圖 標的用戶界面，簡化電源操作

• 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，簡化自動控制和監(jiān)測

基于電池模型進行電池仿真

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。
● 動態(tài)模式：在動態(tài)仿真過程中，Voc和SOC和實際電池一樣根據(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，改善測試效率。

圖3. Voc、ESR 和SOC 圖。

確定SOC 和ESR，在電池測試過程中創(chuàng)建電池模型

在2281S 電池測試功能中，可以在電池上執(zhí)行充電/ 放電測試。充電電流在0 ~ 6A 之間，最大放電電流是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，可以自動計算電池的容量及其內(nèi)部電阻 (ESR 值)。
在測試后，可以根據(jù)電池充電過程的測量結(jié)果生成電池模型。可以以CSV 文件格 式編輯、創(chuàng)建、導入或?qū)С鲭姵啬Ｐ汀?/p>

圖4. 電池測試顯示。

圖5. 電池模型。

簡便查看和控制電池測試與仿真功能的每個參數(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 和安時讀數(shù)、源設(shè)置及許多其他設(shè)置。基于圖標的主菜單提 供了用戶可以控制和設(shè)置的所有功能，可以快速進入源設(shè)置、 測量設(shè)置、顯示格式、觸發(fā)選項和系統(tǒng)設(shè)置。菜單簡短，所 有選項容易查找且描述清楚，可以使用導航輪、數(shù)字鍵盤或 軟鍵迅速設(shè)置測試參數(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；不復雜的測試無需進入主菜單進行設(shè) 置，就可以在主屏上使用軟菜單進行調(diào)節(jié)。不管測試要求簡 單還是復雜，Series 2281S 電源都為設(shè)置所有要求的參數(shù)提 供了一種簡便方式。

圖6. 電池測試菜單。

精密直流電源，擁有DMM 質(zhì)量的高分辨率、低電流 測量功能

與傳統(tǒng)電源不同，Series 2281S 電源擁有高達120W、20V 和6A 輸出，還可以以高達6 位半的分辨率進行測量。電壓 輸出測量精度可以達到100μV。這些電源測量100nA 到幾 安培的負載電流。四種負載電流量程(10A、1A、100mA 和 10mA) 支持以DMM 質(zhì)量精度測量設(shè)備的全部負載電流、待 機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行廣泛的測量或單個量程測量。

為生產(chǎn)測試優(yōu)化的性能

Series 2281S 是功能強大的生產(chǎn)測試系統(tǒng)，因為它們在研發(fā) 工作臺上提供了巨大的靈活性。它們?yōu)樗袦y量功能提供了 SCPI 命令。此外，多種其他功能有助于最大限度地降低自動 系統(tǒng)的測試時間。例如，外部觸發(fā)輸入支持與測試系統(tǒng)中其 他儀器實現(xiàn)硬件同步和控制。對電池測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， 可以由外部信號觸發(fā)測量；如果數(shù)字I/O 配置為輸出，數(shù)字I/ O 引腳將在測量完成時發(fā)出一個信號。此外，為縮短測量時間， 可以把采集時間從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，增強連接的靈活性。 為實現(xiàn)最大電壓精度，4 線遠程傳感保證編程的輸出電壓是 應用到負載的實際電平。此外，它監(jiān)測傳感線路，檢測其中 的任何中斷。這些功能保證了可以迅速識別和校正任何生產(chǎn) 問題。可以通過內(nèi)置GPIB、USB 或LAN 接口控制Series 2281S 電源。USB 接口符合測試測量系統(tǒng)標準(TMC)。符合 LXI 核心標準的LAN 接口支持遠程控制和監(jiān)測Series 2281S 電源，因此測試工程師可以一直接入電源，查看測量數(shù)據(jù)， 即使電源和測試系統(tǒng)位于不同的兩大洲。

圖7. 2281S 后面板。

技術(shù)數(shù)據(jù)

23℃ ±5℃，儀器預熱一小時后。

• 直流額定輸出

• 電壓：0 ~ 20V。
  電流：0 ~ 6A。
  最大功率：120W。

• 電壓 1

• 源設(shè)置精度：±(0.02% + 3mV)。
  分辨率：1mV。

• 測量2 (0.5V 過量程)

• 精度：±(0.02% + 2 mV)。
  分辨率：0.1mV。

• 更快的測量設(shè)置時額外的偏置

• 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)

• 負載：±(0.01% + 2mV)。
  線路：±(0.01% + 1mV)。

• 輸出紋波和噪聲

• 帶寬20Hz-20MHz：<1mVRMS，<6mVp-p。

負載瞬態(tài)恢復時間：電阻性負載從50% 負載變?yōu)?00% 負載或從100% 負載變?yōu)?0% 負載：<50ms 恢復到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。限定條件下最高1000V/s 3。
100V/s ( 默認)。
每條引線最大電壓下跌( 保持指定電壓精度)：1V。
最大SENSE HI 和SENSE LO 引線電阻( 保持指定電壓精度)：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。
測量4 (120% 過量程，10A 除外)

快速測量設(shè)置時增加的偏置9

電流脈沖測量 5
最小脈寬(10mA 和100mA 范圍) 6：2ms。
最小脈寬(1A 和10A 量程) 6：140μs。
捕獲兩個連續(xù)脈沖的最小時間：0.5ms。
調(diào)節(jié)
負載：±(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。
最大連續(xù)平均接收電流
不可編程：1.02A ± 0.1A ( 典型值)。

系統(tǒng)測量速度

其他定時數(shù)據(jù)

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

保護

過壓保護(OVP)
設(shè)置精度：±(0.25% + 0.25V)。
分辨率：125mV。
響應時間：<1.5ms。
過流保護(OCP)
設(shè)置精度：±(0.25% + 0.10A)。
分辨率：25mA。
響應時間：<1.5ms。
溫度過高保護(OTP)
輸出關(guān)閉溫度：>93° C ( 典型值)。
響應時間：<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，自動清零開。
3. 100V/s ~ 1000V/s 轉(zhuǎn)換速率限于2281S-20-6 電源最大3A 時變化5V。
4. 6 位半分辨率，1 PLC 讀取速率，濾波器開，自動清零開。
5. 設(shè)置：自動清零關(guān)，0.002 PLC，準備源：外部，觸發(fā)源：直接。
6. 時間包括觸發(fā)觸發(fā)檢測、時延加測量開始抖動以及測量積分時間0.002PLC。
7. 設(shè)置：自動清零關(guān)，輸出開，輸出延遲關(guān)，固定源：電壓。
8. 設(shè)置：自動清零關(guān)，輸出開，輸出延遲關(guān)，固定源：電壓，準備或測量數(shù)：1000。

Series 2280S 附件

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

Model 2280-TEST-LEAD：電源測試線套件，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。

泰克2281S-20-6 動態(tài)型電池模擬器