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用直流电源模拟老化蓄电池

如何用高速双极性电源PBZ系列轻松实现内阻可变功能

本公司销售的直流稳压电源常常被比作电池。单从电压和电流来看的话,确实两者都可以放出直流电,但实际上它们和内阻值的关系,存在着实质性的差别。

在恒定电压(电压优先)模式中,即使当电流值根据负载而改变,直流稳压电源也会试图通过控制电路来保持电压。但是,电池却不同。随着电流的增加,电压会随着电池的内阻值而降低。特别是因为反复的充放电性能老化的蓄电池,内阻值变大,电压也会明显下降。正是由于这些原因,快到使用寿命的蓄电池就算充电也会很快用光(电压下降)。
如今,市面上有很多使用蓄电池的电子产品。在这种背景下,我们收到了“希望检查即将失效的电池有什么反应”的产品测试请求。也就是想要确认即使用测试电源,电压是否也会根据电流值下降。
有一个方法是编写程序,通过电脑来监测电源的电流大小,同时将根据电流设定的电压反馈给电源。无法否认的是,用这种方法稍显麻烦。
下面请允许我来介绍一下只需通过本公司生产的高速双级性电源PBZ系列的标准功能就可以轻松实现“内阻可变功能”的方法。并且,其他需要准备的只有一根BNC-BNC电缆而已。

准备工作,只需将PBZ系列的正面端子“EXT SIG”和“I MON”连接起来

高速双极性PBZ系列具有通过外部电压控制输出电压的功能(EXT SIG IN)和电流监视器(I MON)。这些端子都位于前面板上,在准备时,用BNC电缆将它们连接起来(图片1)。
之后,就只需通过面板操作来设定EXT SIG IN信号的增益设置。

照片1

EXT SIG IN信号的增益设置

首先要确定在EXT SIG IN端子上施加电流监视器I MON值(输出电流值)时的增益值。通过EXT SIG IN端子的负增益设置,输出电压会随输出电流值的增加而降低。根据内阻值计算增益设定值,并通过增益设置来设定内阻值。此外,使用EXT SIG IN端子时,需要进行偏移调整。请使用最大输出电流值通过FINE设置进行偏移调整。

  • 设置内容
    <面板设置>
    输出电压设置:DC设置
    偏移设置:FINE设置
    <CONFIG设置>
    SIGNAL SOURCE设置(照片2)
    SELECT:ADD → 内部信号源加上EXT SIG IN信号
    EXT,SELECT:BNC → 选择EXT SIG IN端子
    EXT,GAIN:−○○.○ → 增益设置(设定内阻值)
  • 内阻值→增益设置值的计算公式
    G = − (R×I)/2
    G:增益设置值,R:内阻,I:额定电流,2:I MON输出电压
照片2

操作实验

使用PBZ 20-20,进行内部电阻可变设置的实例(图1,图2)。

图1 1-V特性
  • 用最大输出电流10A进行偏移调整,使输出电压为10V,输出电压=最大电压20V - (内阻值1Ω×输出电流10A)。调节电压为0.183V(根据FINE设置)。
图2 输出电压响应性
  • 波形测量条件(器材,设置等)
    使用PBZ20-20正面接线柱(电压波形测量也一样)
    电流波形测量电流探头:TCP 202
    电子负载设备PLZ 1004W:波形设置0 − 10A / 1 kHz方波D = 50%,压摆率设置:1.6A / us(M量程)
    接线长度:约3米

像这样,将PBZ系列的I MON端子和EXT SIG IN端子通过BNC电缆简单连接,通过EXT SIG IN的信号增益设置可设置内阻值,从而轻松实现内阻的变化。但请注意,内阻值的设置分辨率取决于增益设置的设置分辨率(图3)。

模式

设置分辨率(Ω)

PBZ20-20

0.01

PBZ40-10

0.1

PBZ60-6.7

0.1

PBZ80-5

0.1

图3 内阻设置分辨率

TEXT BY
伊藤 浩一
手机beat365事业推进部 SE课 主任

[主要产品开发业绩]
直流稳定电源 PAT-T系列

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