高功率电源内置函数发生器与IV测试,无缝切换,实验无时耽误!

电路对DC轨道噪声有多敏感?如何测试逆变器的最大功率点跟踪性能?如何使用仪器来满足电动汽车的动态测试要求?这些都是工程师在开发测试程序以验证产品性能时面临的挑战。

高功率电源内置函数发生器与IV测试,无缝切换,实验无时耽误!

以下是将函数发生器内置在电源或负载中的最佳解决方案。因此,无需担心大功率源对低功率信号发生器的影响。事实上,由于函数发生器是固件,因此没有必要保护低功率硬件。函数发生器可以生成正弦波、三角波、矩形波、斜波和定制波。我们可以利用这些波形:

为了测试电路对电源线噪声的敏感度,可以在代表直流信号的电压上添加60(50)Hz的噪声信号和谐波,以验证电路的性能。

•试验电路对不同电压轨道斜升率的响应

•确定轨道电压范围,确保电路保持供电

•为了测试电路对电压瞬变的保护水平,模拟电压峰值

•测试电路对KHz自定义噪声信号的敏感性,该噪声信号表示开关电源的输出。

这只是一些例子,表明内置的DC电源任意波形发生器有助于工程师对电路或产品进行更全面的测试,提高产品的可靠性。

另外,内置函数发生器可以创建I-V曲线来模拟太阳能电池组件、动力电池、燃料电池等设备。

1.模拟太阳能电池板(阵列),测试逆变器

让我们模拟一个太阳能电池板,需要绘制出I-V曲线。首先我们需要回顾太阳能电池的工作原理,这样才能运用函数发生器确定太阳能电池板的性能。太阳能电池的模型中包含一个电流源,表示太阳光能转化为的电流,还有P-N结所代表的二极管以及串联或并联的电阻。光子撞击P-N结中的电子,为电子提供足够能量跃迁到导带。电场的作用下让二极管打开,电流就流向太阳能电池的输出端。下图展示了太阳能电池的I-V曲线:

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图2太阳能电池电路模型 图2太阳能电池电路模型

太阳能电池的损耗可以用串联电阻和并联电阻来表示。其中,串联电阻主要是由太阳能电池的半导体材料及金属触点的电阻造成的,而并联电阻则是由P-n结漏电流引起的绝缘电压电阻。较低的串联电阻和较高的并联电阻可以提高太阳能电池的效率。

依据该模型,太阳能电池的I-V特性可用图3中的红色曲线表示。p-n结具有反向二极管的特性。太阳能电池的短路电流是定义曲线关键参数,即ISC、开路电压VOC和太阳能电池最大功率点(即MPP)的最大功率。ISC和VOC分别代表太阳能电池产生的最大电流和电压。VMP和IMP(如图3中的蓝色曲线所示)表示I-V参数,I-V参数对于太阳能电池的最大功率输出至关重要。太阳能电池在其MPP下运行,可保证电池的最大性能,进而实现目标运行点。

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图3.太阳能电池的I-V特性(红色曲线)和 图3.太阳能电池的I-V特性(红色曲线)和

电源设备的内置函数发生器(如PSB双向DC电源)可以轻松创建太阳能电池I-V曲线。函数发生器需要四个参数:开路电压、短路电流、最大功率点电流和电压。图4显示设置屏幕将创建I-V曲线。

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图4.太阳能电池模式的函数发生器设置屏

为了测试光伏逆变器的效率,测试工程师可以使用模拟太阳能电池并跟踪太阳能电池板的最大功率点(MPPT)。通过使用EN50530并网光伏逆变器整体效率标准,可以使用函数发生器测试逆变器的效率。EN50530测试模式可以确定逆变器对最大功率点变化的响应。此外,在测试模式下,通过输入,可以改变太阳能电池板上的辐照度和表面温度,这两个参数对太阳能电池的输出产生影响。

工程师可以模拟1.92MW的太阳能发电场,使用64个30kW电源的测试台。对配电应用中使用的太阳能逆变器进行全面测试。

2.模拟电池以测试电池供电系统和充电性能

XY函数发生器有第二个应用示例,即电池模拟。如图5所示,这是一个简单的电池模型。模型中,理想的电压源代表电池的开路电压,内部电阻代表电池中的电化学电阻和电子电阻。随着负载电流的增加,内部电阻压降增加,电池的输出电压下降。测试工程师可以通过这种模拟来确定电池电压的下降响应如何随着负载电流的增加而变化。

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图5.电池简化模型,使用理想的电压源和 图5.电池简化模型,使用理想的电压源和

可以使用ELR电子负载的函数发生器模拟电池的充电测试。这个负载可以测试充电器是否提供足够的高电流来快速充电电池。另外,当电池充满100%时,模拟电池的负载可以测试安全的涓流充电能力。

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内置于电源和负载中的函数发生器允许测试工程师在多种条件下灵活、全面地测试产品。这种发生器的内置可以消除由低功率信号发生器和大功率设备组合所带来的复杂性,并避免潜在的安全隐患。