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使用Keysight N6790优化电源测试

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2019/7/3 8:35:13

如何使用Keysight N6790优化电源测试

在上一期我们给大家分享了,“直流电源分析系统——N6705新添电子负载模块”。使用 N679X 系列电子负载模块,并配合 Benchvue 拖拽式软件,即使没有任何软件开发经验的电源工程师都可以做到自动化测试,并自动生成报告!

 

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图 1.安装电源、电子负载模块的 N6700

配合 BenchVue 软件拖拽的自动测试序列

 

今天我们结合几个测试案例,再给大家进一步分享直流源分析仪搭配 N679X 电子负载,测试电源的瞬态响应、负载效应及效率。

 

首先、我们来看看 N679X 系列电子负载的关键指标:

 

■支持 N6705C、N6700C、N6701C、N6702C 主机

■100W 模块(N6791A,60V,20A)和 200W 模块(N6792A,60V,40A)

■四种不同的工作模式:恒定电压、恒定电流、恒定功率和恒定电阻

■电流精度 0.04%;电压精度 0.03%

■快电流斜率,2.4A/us (N6791A);/us(N6792A)

  

负载瞬态恢复时间

 

反馈回路是电源设计的关键和难点,而反馈回路的带宽决定电源对负载电流变化的响应能力。如果电源反馈回路输入和输出之间的时延接近临界值,电源会变得不稳定并发生振荡,因此瞬态恢复/响应时间进行测试至关重要。

 

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图 2. 瞬态恢复时间图

 

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图 3. 负载瞬态恢复测试的典型装置

 

如图所示,通常,测试瞬态响应,需要设定电子负载处于 CC 模式时,对电子负载进行编程以使负载快速变化,并使用示波器捕获电源 Vout 的电压响应。需要强调的是,瞬态响应测试时,电子负载需要的上升时间必须足够快,通常至少要比被测电源快五倍以上。

 

如果进行连续负载瞬态测试,脉冲的重复率应足够慢,以便电源反馈环路可在每次瞬态后恢复并稳定下来。

示波器如何触发每一个电流脉冲?即测量的同步对于获得正确的测量结果至关重要。

 

N6705C 直流源分析仪配合 N679X 系列电子负载模块是进行电源瞬态响应测试的理想方案!

 

■其上升和下降时间比大多数基础型电源快许多倍,因此它能满足电源瞬态恢复测试的负载要求。

■N6705C 直流电源分析仪主机集成任意波形编辑,电压、电流示波器可捕获瞬态恢复响应。

 

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图 4. Keysight N6791A 瞬态恢复设置屏幕快照

 

上面的屏幕快照显示了 100 Hz 时在 1. 和 3A 之间产生瞬态切换的菜单设置 — 设置步骤快速简便。您还可以使用 N6705C 直流电源分析仪的数字化仪功能捕获瞬态恢复波形,如图 5 所示。

 

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图 5. 瞬态恢复数字化波形

 

图 5 显示了您期望的瞬态恢复特性。V2  是电压波形,I2  是电流波形。您可以看到  I2  中显示的负载发生变化,这引起了  V2  中的电压响应(下降),从而使其恢复。m1  和  m2  之间的时间区域就是瞬态恢复时间。执行这项测试不仅快速,而且非常简单。

 

通常情况下,这项测试需要使用示波器,但您可以通过结合使用 N6705C 示波器与直流电源分析仪,避免这种麻烦。

 

CV 负载效应

 

负载效应测量的是当发生瞬态后,稳态输出电流的变化引起的电源输出电压的变化。输出电流的这种变化通常是从无负载到满负载的变化。

 

在测量之前,先将被测电源的输出电压达到的稳定时间。然后设定电子负载工作与在 CC 模式下,改变电子负载电流设置从无负载改成满负载。

 

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图 6.CV 负载效应时间图

 

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图 7. CV 负载效应测试的典型装置

 

使用 N679X 系列电子负载模块,您可以快速执行甚至简化这项测试。它提供四种工作模式:CV、CC、CR 和 CP ,并借助 N6705C 直流电源分析仪主机上的任意波形功能,您可以轻松实现从无负载到满负载的变化。

 

同时,N679X 电子负载具有*的电压测量精度,这种精度水平对很多电源测试就已经足够,因此无需使用独立的数字万用表,使测试配置极大简化。

 

图8 显示了 N6790 系列电子负载如何通过简单的编程,使用波形发生器创建从满载到零负载的电流阶跃。

 

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图 8. Keysight N6791A 上的负载效应设置屏幕快照

 

经过足够的稳定时间后,您可以直接从前面板读取电压测量值,以保证 Vout 符合技术指标。

 

效率

 

电源效率是指其总输出功率与总输入功率之比。例如 DC/DC 电源输入连接到直流电源,输出连接到电子负载, 分别使用直流电源或电子负载测量输入和输出的功率,即可计算出电源的效率。

 

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图 9. DC/DC 电源效率测试的典型装置

 

对于效率测试来说,选择测量精度水平符合需求的电子负载至关重要。尤其是使用电子负载测量输出功率时更是如此。在某些测试中,您还希望在不同的负载点测试效率,因为电源效率会根据负载水平而变化。N679X 系列电子负载具有执行此类效率测试所需的全部必要功能。测量系统提供准确的测量洞察力,无需使用独立功率计。使用 CP 工作模式,您可以快速轻松地切换不同的负载电平。

 

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图 10. 恒定功率菜单设置屏幕快照

 

N6700 平台提供直流电源输入和进行测量,因为它提供了超过 34 种直流电源模块和 2 个电子负载模块。它是真正的直流电转换效率测试综合解决方案,可在单个平台中进行简单的编程控制和测量。在单个平台中同时提供电源和负载,降低了复杂性。电源和负载模块都使用同一个时钟,因此可以同步执行电源和负载两端的命令。无需额外的工作来保证电源和电子负载在通信方面相互联系。因而无需任何硬件或软件同步。

 

需要强调的是,由于命令和测量在电源和负载之间是同步的,因此您可以在设置更改时获得实时效率数据。您可以在输入端使用 N6762A 精密电源模块,在输出端使用 N6791A 系列电子负载模块。两个模块都在同一台 N6705C 直流电源分析仪主机内。通过使用数据记录器,您可以在同一个屏幕上查看输入和输出的功率测量值, 无需额外配置。

 

总结

 

在您进行电源测试时,N679X 系列电子负载模块可以为您提供优异的性能和速度。无论何种测试环境,也无论是工作台或系统应用,您都可以获得高质量和高可靠性以及的性能和功能。它简化了测试系统配置,可以实现出色的准确性和可重复性。N679X 系列与 N6700 电源模块以及多种工作台主机和系统主机集成,构成真正的综合解决方案,用于直流电源转换测试。

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