泰克2281S-20-6 動態型電池模擬器

2281S-20-6 動態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品性能。

Series 2281S 電池仿真器和精密直流電源以創新方式把電池測試、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，根據電池 充電過程生成電池模型，然后根據電池模型仿真電池。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 采用線性調節，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的各種信息。軟鍵按鈕和導航輪與TFT 顯示器 相結合，提供了一個瀏覽方便的用戶界面，加快儀器設置和操作。此外，內置繪圖 功能可以監測各種趨勢，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、觸發和其他速度優化功能，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

• 創建、編輯、導入和導出電池模型

• 使用電池測試模式根據測量結果自 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電阻(ESR)

• 設置電池 SOC、Voc、電池容量 和電阻

• 提供兩種仿真模式：動態仿真模式 和靜態仿真模式

• 監測充電 / 放電電流和電壓

• 輸出高達 120W 的低噪聲線性調 節功率

• 以高準確度監測從 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

• 數字 I/O，與其他設備和儀器直接 通信

• GPIB、USB 和 LAN 接口

• 通過網絡瀏覽器仿真前面板顯示和 控件，簡化自動控制和監測

基于電池模型進行電池仿真

在2281S 的電池仿真器功能中，可以根據選擇的電池模型仿真實際電池輸出性能。 充電狀態(SOC) 和開路電壓(Voc) 可以設置成任何狀態，在特定條件下測試設備。
有兩種模式可供選擇：
● 靜態模式：在靜態仿真過程中，Voc和 SOC 保持相同。
● 動態模式：在動態仿真過程中，Voc和SOC和實際電池一樣根據充電和放電變化。
還可以設置較小的電池容量，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建電池模型

在2281S 電池測試功能中，可以在電池上執行充電/ 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，可以設置內部6 位半萬用表的采樣間隔， 連續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部電阻 (ESR 值)。
在測試后，可以根據電池充電過程的測量結果生成電池模型。可以以CSV 文件格 式編輯、創建、導入或導出電池模型。

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

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、源設置及許多其他設置。基于圖標的主菜單提 供了用戶可以控制和設置的所有功能，可以快速進入源設置、 測量設置、顯示格式、觸發選項和系統設置。菜單簡短，所 有選項容易查找且描述清楚，可以使用導航輪、數字鍵盤或 軟鍵迅速設置測試參數。許多設置參數，如電壓和電流設置， 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 置，就可以在主屏上使用軟菜單進行調節。不管測試要求簡 單還是復雜，Series 2281S 電源都為設置所有要求的參數提 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 質量的高分辨率、低電流 測量功能

與傳統電源不同，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 質量精度測量設備的全部負載電流、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。

為生產測試優化的性能

Series 2281S 是功能強大的生產測試系統，因為它們在研發 工作臺上提供了巨大的靈活性。它們為所有測量功能提供了 SCPI 命令。此外，多種其他功能有助于最大限度地降低自動 系統的測試時間。例如，外部觸發輸入支持與測試系統中其 他儀器實現硬件同步和控制。對電池測試和電池仿真器功能， 數字I/O 可以配置為輸入或輸出。如果數據I/O 配置為輸入， 可以由外部信號觸發測量；如果數字I/O 配置為輸出，數字I/ O 引腳將在測量完成時發出一個信號。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 問題。可以通過內置GPIB、USB 或LAN 接口控制Series 2281S 電源。USB 接口符合測試測量系統標準(TMC)。符合 LXI 核心標準的LAN 接口支持遠程控制和監測Series 2281S 電源，因此測試工程師可以一直接入電源，查看測量數據， 即使電源和測試系統位于不同的兩大洲。

圖7. 2281S 后面板。

技術數據

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。

• 調節

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

• 輸出紋波和噪聲

• 帶寬20Hz-20MHz：<1mVRMS，<6mVp-p。

負載瞬態恢復時間：電阻性負載從50% 負載變為100% 負載或從100% 負載變為50% 負載：<50ms 恢復到V-set 的15mV 以內。
轉換速率：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。
捕獲兩個連續脈沖的最小時間：0.5ms。
調節
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。
最大連續平均接收電流
不可編程：1.02A ± 0.1A ( 典型值)。

系統測量速度

其他定時數據

CV 到CC 跳變時間(V-Set = 5V, I-limit = 0.5A, 電阻負載從25W 變為2.5W)： 2.4ms。
CC 到CV 跳變時間(V-Set = 5V, I-limit = 0.5A, 電阻負載從2.5W 變為 25W)：1.1ms。
功能變化( 從檢測總線命令變為完成功能變化)：10ms ( 典型值)。
輸出關閉/ 打開( 從檢測到總線命令到電壓開始下降)：5ms ( 典型值)。
反向引線驅動：>1.5ms。

保護

過壓保護(OVP)
設置精度：±(0.25% + 0.25V)。
分辨率：125mV。
響應時間：<1.5ms。
過流保護(OCP)
設置精度：±(0.25% + 0.10A)。
分辨率：25mA。
響應時間：<1.5ms。
溫度過高保護(OTP)
輸出關閉溫度：>93° C ( 典型值)。
響應時間：<1.5 ms ( 典型值)8。

備注

1. 技術數據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. 設置：自動清零關，0.002 PLC，準備源：外部，觸發源：直接。
6. 時間包括觸發觸發檢測、時延加測量開始抖動以及測量積分時間0.002PLC。
7. 設置：自動清零關，輸出開，輸出延遲關，固定源：電壓。
8. 設置：自動清零關，輸出開，輸出延遲關，固定源：電壓，準備或測量數：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 動態型電池模擬器