吉时利Keithley 2281S-20-6动态电池模拟器

• 仿真电池在充电周期和放电周期中 的输出特性
• 创建、编辑、导入和导出电池模型
• 使用电池测试模式根据测量结果自 动建立电池模型库
• 显示被仿真电池的 SOC、Voc 和 Vt 的实时变化
• 计算用安时 (Amp-Hour) 表示的 电池容量和等效串联电阻(ESR)
• 设置电池 SOC、Voc、电池容量 和电阻
• 提供两种仿真模式：动态仿真模式 和静态仿真模式
• 监测充电 / 放电电流和电压
• 输出高达 120W 的低噪声线性调 节功率
• 以高准确度监测从 100nA 到 6A 的负载电流
• 6 位半分辨率，测量电压和电流
• 吸收高达 1A 的电流，提供高达 6A 的电流
• 内置图表功能，简化趋势分析和电 压或电流波形显示
• 高清 TFT 显示器和基于软键 / 图 标的用户界面，简化电源操作
• 数字 I/O，与其他设备和仪器直接 通信
• GPIB、USB 和 LAN 接口
• 通过网络浏览器仿真前面板显示和 控件，简化自动控制和监测

2281S 电池仿真器和精密直流电源以创新方式把电池测试、电池仿真与高 精度电源功能整合在一起。它能够分析被测器件的直流功耗，测试电池，根据电池 充电过程生成电池模型，然后根据电池模型仿真电池。2281S-20-6 可以输出高达 20V 的功率和6A 的电流，吸收高达1A 的电流。

2281S 采用线性调节，保证低输出噪声和杰出的负载电流测量灵敏度。采用高清彩 色晶体管(TFT) 屏幕显示与测量有关的各种信息。软键按钮和导航轮与TFT 显示器 相结合，提供了一个浏览方便的用户界面，加快仪器设置和操作。此外，内置绘图 功能可以监测各种趋势，如漂移。这些功能提供了台式和自动测试应用要求的灵活 性。此外，2281S 提供了列表模式、触发和其他速度优化功能，最大限度地减少自 动测试应用中的测试时间。

图 1. Series 2281S启动屏幕。

图 2. 电池仿真器主屏。

基于电池模型进行电池仿真

在2281S 的电池仿真器功能中，可以根据选择的电池模型仿真实际电池输出性能。 充电状态(SOC) 和开路电压(Voc) 可以设置成任何状态，在特定条件下测试设备。
有两种模式可供选择：
● 静态模式：在静态仿真过程中，Voc和 SOC 保持相同。
● 动态模式：在动态仿真过程中，Voc和SOC和实际电池一样根据充电和放电变化。
还可以设置较小的电池容量，加快充电和放电过程，改善测试效率。

图3. Voc、ESR 和SOC 图。

确定SOC 和ESR，在电池测试过程中创建电池模型

在2281S 电池测试功能中，可以在电池上执行充电/ 放电测试。充电电流在0 ~ 6A 之间，最大放电电流是1A。在充电期间，可以设置内部6 位半万用表的采样间隔， 连续采样充电电流和电压。通过这种方式，可以自动计算电池的容量及其内部电阻 (ESR 值)。
在测试后，可以根据电池充电过程的测量结果生成电池模型。可以以CSV 文件格 式编辑、创建、导入或导出电池模型。

图4. 电池测试显示。

图5. 电池模型。

简便查看和控制电池测试与仿真功能的每个参数

高亮度4.3 英寸TFT 显示器用大的易读字符显示电压、电流 和安时读数、源设置及许多其他设置。基于图标的主菜单提 供了用户可以控制和设置的所有功能，可以快速进入源设置、 测量设置、显示格式、触发选项和系统设置。菜单简短，所 有选项容易查找且描述清楚，可以使用导航轮、数字键盘或 软键迅速设置测试参数。许多设置参数，如电压和电流设置， 可以直接从主屏输入；不复杂的测试无需进入主菜单进行设 置，就可以在主屏上使用软菜单进行调节。不管测试要求简 单还是复杂，Series 2281S 电源都为设置所有要求的参数提 供了一种简便方式。

图6. 电池测试菜单。

精密直流电源，拥有DMM 质量的高分辨率、低电流 测量功能

与传统电源不同，Series 2281S 电源拥有高达120W、20V 和6A 输出，还可以以高达6 位半的分辨率进行测量。电压 输出测量精度可以达到100μV。这些电源测量100nA 到几 安培的负载电流。四种负载电流量程(10A、1A、100mA 和 10mA) 支持以DMM 质量精度测量设备的全部负载电流、待 机模式电流和小的睡眠模式电流。高分辨率使得用户能够满 怀信心地区分小的负载电流变化。还可以在低电流值和高电 流值中以杰出的精度进行广泛的测量或单个量程测量。

为生产测试优化的性能

Series 2281S 是功能强大的生产测试系统，因为它们在研发 工作台上提供了巨大的灵活性。它们为所有测量功能提供了 SCPI 命令。此外，多种其他功能有助于最大限度地降低自动 系统的测试时间。例如，外部触发输入支持与测试系统中其 他仪器实现硬件同步和控制。对电池测试和电池仿真器功能， 数字I/O 可以配置为输入或输出。如果数据I/O 配置为输入， 可以由外部信号触发测量；如果数字I/O 配置为输出，数字I/ O 引脚将在测量完成时发出一个信号。此外，为缩短测量时间， 可以把采集时间从16.6ms ( 或20ms) 降低到33μs (40μs)， 提高读取速度。

用户可以选择前面板端子或后面板端子，增强连接的灵活性。 为实现最大电压精度，4 线远程传感保证编程的输出电压是 应用到负载的实际电平。此外，它监测传感线路，检测其中 的任何中断。这些功能保证了可以迅速识别和校正任何生产 问题。可以通过内置GPIB、USB 或LAN 接口控制Series 2281S 电源。USB 接口符合测试测量系统标准(TMC)。符合 LXI 核心标准的LAN 接口支持远程控制和监测Series 2281S 电源，因此测试工程师可以一直接入电源，查看测量数据， 即使电源和测试系统位于不同的两大洲。

图7. 2281S 后面板。