函數(shù)發(fā)生器和直流電源是電子測(cè)試領(lǐng)域中不可或缺的兩大工具。但您是否曾想過，將這兩者結(jié)合使用能帶來怎樣的出色效果？今天，我們將深入探討這一強(qiáng)大組合如何顯著提升測(cè)試效率，并為工程師帶來前所未有的測(cè)試體驗(yàn)。

函數(shù)發(fā)生器的強(qiáng)大能力

函數(shù)發(fā)生器作為一種電子測(cè)試設(shè)備，能夠在寬頻率范圍內(nèi)產(chǎn)生多種電波形，包括常見的正弦波、方波、三角波等標(biāo)準(zhǔn)波形。這些設(shè)備也被稱為任意波形發(fā)生器，能夠模擬電子設(shè)備在運(yùn)行過程中可能遇到的各種信號(hào)條件。通過精確調(diào)整頻率（MHz或KHz）、幅度和帶寬等參數(shù)，工程師可以測(cè)試設(shè)備或組件在不同條件下的耐受能力。無論是簡(jiǎn)單的電路調(diào)試還是復(fù)雜的系統(tǒng)分析，函數(shù)發(fā)生器都能勝任。

圖1. 偏置三通（Bias Tee）可將信號(hào)發(fā)生器輸出與直流電源輸出耦合，但其功率處理能力存在限制

創(chuàng)新突破：內(nèi)置函數(shù)發(fā)生器的直流電源

傳統(tǒng)測(cè)試中，工程師需要分別使用函數(shù)發(fā)生器和電源設(shè)備，但隨著技術(shù)不斷發(fā)展，這兩者可以進(jìn)行完美融合。最佳解決方案是將函數(shù)發(fā)生器直接內(nèi)置到電源或負(fù)載中，這帶來了顯著優(yōu)勢(shì)：無需擔(dān)心設(shè)備損壞，由于EA函數(shù)發(fā)生器完全由固件實(shí)現(xiàn)，工程師不必?fù)?dān)心低功率信號(hào)發(fā)生器受到高功率源的損壞。

豐富的波形支持：內(nèi)置函數(shù)發(fā)生器可以生成正弦波、三角波、矩形波、斜坡波以及自定義波形，滿足各種測(cè)試需求。我們可以使用這些波形來：

● 通過在以代表直流母線電壓的直流電壓上疊加60（50）Hz信號(hào)（及其諧波），測(cè)試電路對(duì)電源線噪聲抗擾度的敏感性。

● 測(cè)試電路對(duì)不同電壓母線斜坡上升速率的響應(yīng)。

● 確定電路保持供電的母線電壓范圍。

● 模擬電壓尖峰以測(cè)試電路對(duì)電壓瞬變的保護(hù)水平。

● 測(cè)試電路對(duì)代表開關(guān)電源輸出的kHz自定義噪聲信號(hào)的敏感性。

這些示例表明內(nèi)置任意波形發(fā)生器的直流電源使測(cè)試工程師能夠更徹底地測(cè)試電路或產(chǎn)品---更廣泛的測(cè)試可提高產(chǎn)品可靠性。

實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用：從太陽能電池到電池系統(tǒng)的全面測(cè)試

現(xiàn)在來模擬一個(gè)太陽能電池板。這需要為太陽能電池板創(chuàng)建一條I-V曲線。首先讓我們回顧一下太陽能電池的工作原理，以便了解函數(shù)發(fā)生器將為太陽能電池板（一組連接的太陽能電池）定義的內(nèi)容。太陽能電池模型由一個(gè)代表產(chǎn)生電流的太陽光的電流源、一個(gè)由二極管代表的p-n結(jié)以及與p-n結(jié)串聯(lián)和并聯(lián)的電阻組成。光子撞擊p-n結(jié)中的電子并提供足夠的能量使電子過渡到導(dǎo)帶。建立起來的電場(chǎng)會(huì)開啟二極管，電流流向太陽能電池的輸出端。圖2顯示了一個(gè)簡(jiǎn)單的太陽能電池模型。

圖2. 太陽能電池電路模型

串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻代表太陽能電池中的損耗。串聯(lián)電阻代表太陽能電池半導(dǎo)體材料及其金屬接觸的電阻。并聯(lián)電阻代表由通過p-n結(jié)的漏電流定義的絕緣電阻。較低的串聯(lián)電阻和較高的并聯(lián)電阻可提高太陽能電池的效率。

基于此模型，太陽能電池具有如圖3中紅色曲線所示的I-V特性。p-n結(jié)表現(xiàn)出反向二極管特性。定義該曲線的關(guān)鍵參數(shù)是太陽能電池的短路電流ISC、開路電壓VOC以及太陽能電池功率輸出最大點(diǎn)，即最大功率點(diǎn)MPP。ISC和VOC是太陽能電池可以產(chǎn)生的最大電流和電壓。如圖3藍(lán)色曲線所示，VMP和IMP代表太陽能電池可以產(chǎn)生的最大功率輸出的I-V參數(shù)。使太陽能電池在其MPP下運(yùn)行可確保其獲得最大性能，是目標(biāo)工作點(diǎn)。

圖3. 太陽能電池的I-V特性（紅色曲線）和功率輸出（藍(lán)色曲線）

EA電源的內(nèi)置函數(shù)發(fā)生器可輕松創(chuàng)建太陽能電池I-V曲線。函數(shù)發(fā)生器需要四個(gè)參數(shù)：開路電壓、短路電流以及最大功率點(diǎn)電流和電壓。圖4顯示了將創(chuàng)建I-V曲線的設(shè)置屏幕。

圖4. 用于太陽能電池仿真的函數(shù)發(fā)生器設(shè)置界面

測(cè)試工程師可以使用模擬的太陽能電池來測(cè)試太陽能電池逆變器及其跟蹤太陽能電池或太陽能電池板最大功率點(diǎn)的能力。函數(shù)發(fā)生器能夠根據(jù)EN 50530標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試逆變器的效率。EN50530測(cè)試模式可以確定逆變器對(duì)最大功率點(diǎn)變化的響應(yīng)。此外，該測(cè)試模式允許輸入改變太陽能電池板上的輻照度及其表面溫度的變化。這兩個(gè)參數(shù)都會(huì)影響太陽能電池的輸出。

使用由64臺(tái)PSB 30kW電源并機(jī)的測(cè)試機(jī)架，測(cè)試工程師可以模擬一個(gè)1.92MW的太陽能農(nóng)場(chǎng)。這允許對(duì)用于配電應(yīng)用的太陽能逆變器進(jìn)行完整測(cè)試。

函數(shù)發(fā)生器XY生成器應(yīng)用的第二個(gè)示例是模擬電池。圖5說明了一個(gè)簡(jiǎn)單的電池模型。該模型使用一個(gè)理想電壓源代表電池的開路電壓和一個(gè)內(nèi)部電阻代表電池中的電化學(xué)和電子電阻。隨著負(fù)載電流的增加，由于內(nèi)部電阻兩端電壓降的增加，電池的輸出電壓下降。測(cè)試工程師可以確定負(fù)載（例如電動(dòng)汽車電機(jī)）在電機(jī)增加電流消耗時(shí)對(duì)電池電壓下降的響應(yīng)方式。

圖5. 采用理想電壓源與內(nèi)阻的電池簡(jiǎn)化模型

使用ELR電子負(fù)載中的函數(shù)發(fā)生器，ELR負(fù)載可以模擬電池進(jìn)行充電裝置的測(cè)試。負(fù)載可以確定充電裝置為電池快速充電提供高電流輸出的能力。此外，模擬電池負(fù)載可以測(cè)試充電裝置在電池達(dá)到100%充電后安全進(jìn)行涓流充電的能力。

三大核心優(yōu)勢(shì)

信號(hào)發(fā)生器提供強(qiáng)大的調(diào)制能力。當(dāng)我們將其與電源結(jié)合使用時(shí)，它會(huì)變得更加強(qiáng)大。外部電源不必充當(dāng)放大器，這些設(shè)備也不會(huì)增加任意函數(shù)發(fā)生器的輸出信號(hào)，它們確保被測(cè)設(shè)備在整個(gè)測(cè)試過程中接收一致的電壓。如下是整合這兩種測(cè)試設(shè)備的好處。

測(cè)試能力與精度雙重提升。函數(shù)發(fā)生器提供精確的信號(hào)輸入，而直流電源確保被測(cè)設(shè)備接收穩(wěn)定、一致的電壓。這種組合消除了因電源不一致導(dǎo)致的分析障礙，使工程師能夠創(chuàng)建真實(shí)的測(cè)試環(huán)境。

無與倫比的測(cè)試靈活性。無論是處理簡(jiǎn)單的電阻負(fù)載、復(fù)雜的無功電路還是大功率設(shè)備，這種組合都提供了適應(yīng)不同測(cè)試場(chǎng)景所需的靈活性。將高頻脈沖發(fā)生器與直流電源配對(duì)，以測(cè)試敏感電路的校準(zhǔn)。我們可以使用相同的設(shè)備輕松切換到阻抗測(cè)試，以評(píng)估故障電流是否會(huì)激活電路保護(hù)。

效率與準(zhǔn)確性的完美平衡。內(nèi)置函數(shù)發(fā)生器和電源可以簡(jiǎn)化測(cè)試設(shè)置。該設(shè)備可以減少測(cè)試設(shè)置時(shí)間，使工程師能夠?qū)υO(shè)計(jì)進(jìn)行更全面的分析。這意味著更快的故障排除、更短的開發(fā)周期和更高效的測(cè)試環(huán)境。

結(jié)語

函數(shù)發(fā)生器與直流電源的結(jié)合，這種創(chuàng)新解決方案不僅提高了測(cè)試的效率和準(zhǔn)確性，更為工程師提供了前所未有的靈活性。無論是太陽能逆變器測(cè)試、電池系統(tǒng)驗(yàn)證，還是復(fù)雜的電子設(shè)備分析，這一組合都能提供卓越的性能表現(xiàn)。讓測(cè)試更智能，讓創(chuàng)新更簡(jiǎn)單。更多了解泰克旗下EA電源，請(qǐng)登錄：https://www.tek.com.cn/products/ea。

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