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(guò)，將這兩者結(jié)合使用能帶來(lái)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(lái)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(jiàn)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(guò)程中可能遇到的各種信號(hào)條件。 通過(guò)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(wú)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(lái)了顯著優(yōu)勢(shì)：無(wú)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(lái)：

■通過(guò)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(kāi)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(yáng)能電池到電池系統(tǒng)的全面測(cè)試

太陽(yáng)能電池板模擬測(cè)試

現(xiàn)在來(lái)模擬一個(gè)太陽(yáng)能電池板。這需要為太陽(yáng)能電池板創(chuàng)建一條I-V曲線。首先讓我們回顧一下太陽(yáng)能電池的工作原理，以便了解函數(shù)發(fā)生器將為太陽(yáng)能電池板（一組連接的太陽(yáng)能電池）定義的內(nèi)容。太陽(yáng)能電池模型由一個(gè)代表產(chǎn)生電流的太陽(yáng)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(guò)渡到導(dǎo)帶。建立起來(lái)的電場(chǎng)會(huì)開(kāi)啟二極管，電流流向太陽(yáng)能電池的輸出端。圖2顯示了一個(gè)簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能電池模型。

圖2. 太陽(yáng)能電池電路模型

串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻代表太陽(yáng)能電池中的損耗。串聯(lián)電阻代表太陽(yáng)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(guò)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(yáng)能電池的效率。

基于此模型，太陽(yáng)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(yáng)能電池的短路電流ISC、開(kāi)路電壓VOC以及太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)能電池可以產(chǎn)生的最大功率輸出的I-V參數(shù)。使太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)能電池I-V曲線。函數(shù)發(fā)生器需要四個(gè)參數(shù)：開(kāi)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(yáng)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(yáng)能電池來(lái)測(cè)試太陽(yáng)能電池逆變器及其跟蹤太陽(yáng)能電池或太陽(yáng)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(yáng)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(yáng)能電池的輸出。

使用由64臺(tái)PSB 30 kW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)1.92 MW的太陽(yáng)能農(nóng)場(chǎng)。這允許對(duì)用于配電應(yīng)用的太陽(yáng)能逆變器進(jìn)行完整測(cè)試。

電池系統(tǒng)測(cè)試與模擬

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(shuō)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(kāi)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(guò)程中接收一致的電壓。

以下是整合這兩種測(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(wú)與倫比的測(cè)試靈活性

無(wú)論是處理簡(jiǎn)單的電阻負(fù)載、復(fù)雜的無(wú)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(kāi)發(fā)周期和更高效的測(cè)試環(huán)境。

結(jié)語(yǔ)

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(wú)論是太陽(yáng)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。