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2281S系列电池仿真器和精密直流电源

2281S系列 产品技术资料

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Series 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。

主要特点:

  • 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

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。

技术数据

23℃ ±5℃,仪器预热一小时后。
直流额定输出
电压:0 ~ 20V。
电流:0 ~ 6A。
最大功率:120W。
电压 1
源设置精度:±(0.02% + 3mV)。
分辨率:1mV。
测量2 (0.5V 过量程)
精度:±(0.02% + 2 mV)。
分辨率:0.1mV。
更快的测量设置时额外的偏置
5 位半(0.1 PLC):0.21mV。
4 位半(0.01 PLC):1.44mV。
3 位半(0.002 PLC):7.60mV。
调节
负载:±(0.01% + 2mV)。
线路:±(0.01% + 1mV)。
输出纹波和噪声
带宽20Hz-20MHz:<1mVRMS,<6mVp-p
负载瞬态恢复时间:电阻性负载从50% 负载变为100% 负载或从100% 负载变为50% 负载:<50ms 恢复到V-set 的15mV 以内。
转换速率:上升电压和下降电压:10V/s ~ 100V/s。限定条件下最高1000V/s 3。
100V/s ( 默认)。
每条引线最大电压下跌( 保持指定电压精度):1V。
最大SENSE HI 和SENSE LO 引线电阻( 保持指定电压精度):2W。
电流
限流设置
满刻度电流:6.1A。
精度:±(0.05% + 5mA)。
分辨率:0.1mA。
测量4 (120% 过量程,10A 除外)
量程 分辨率 精度
10 mA 10 nA ±(0.04% + 10μA)
100 mA 100 nA ±(0.04% + 10μA)
1 A 1μA ±(0.04% + 250μA)
10 A 10μA ±(0.04% + 250μA)
快速测量设置时增加的偏置9
测量分辨率和(NPLC) 量程 分辨率
5 位半(0.1 PLC) 10 mA 5.0μA
100 mA 20μA
1 A 80μA
10 A 2.0mA
4 位半(0.01 PLC) 10 mA 20μA
100 mA 40μA
1 A 500μA
10 A 10mA
3 位半(0.002 PLC) 10 mA 30μA
100 mA 250μA
1 A 20 mA
10 A 75 mA

电流脉冲测量 5
最小脉宽(10mA 和100mA 范围) 6:2ms。
最小脉宽(1A 和10A 量程) 6:140μs。
捕获两个连续脉冲的最小时间:0.5ms。
调节
负载:±(0.01% + 0.25 mA)。
线路:±(0.01% ± 0.25 mA)。
输出纹波和噪声
带宽20Hz-20MHz:<3mA RMS。
最大连续平均接收电流
不可编程:1.02A ± 0.1A ( 典型值)。

系统测量速度
  设置 并发( V+I )
读数/ 秒 测量分辨率和(NPLC) 自动清零开60Hz (50 Hz) 自动清零关60 Hz (50 Hz)
‘Read?’,总线传送 6 位半(5 PLC) 2.0 (1.5) 5.4 (4.5)
6 位半(1 PLC) 9.0 (8.0) 20 (18)
5 位半(0.1 PLC) 48 (38) 50 (48)
‘*TRG 和TRACe:DATa? ,总线传送 4 位半(0.01 PLC) 7 680 (646)
3 位半(0.002 PLC) 7 845 (833)
其他定时数据

CV 到CC 跳变时间(V-Set = 5V, I-limit = 0.5A, 电阻负载从25W 变为2.5W): 2.4ms。
CC 到CV 跳变时间(V-Set = 5V, I-limit = 0.5A, 电阻负载从2.5W 变为 25W):1.1ms。
功能变化( 从检测总线命令变为完成功能变化):10ms ( 典型值)。
输出关闭/ 打开( 从检测到总线命令到电压开始下降):5ms ( 典型值)。
反向引线驱动:>1.5ms。

保护

过压保护(OVP)
设置精度:±(0.25% + 0.25V)。
分辨率:125mV。
响应时间:<1.5ms。
过流保护(OCP)
设置精度:±(0.25% + 0.10A)。
分辨率:25mA。
响应时间:<1.5ms。
温度过高保护(OTP)
输出关闭温度:>93° C ( 典型值)。
响应时间:<1.5 ms ( 典型值)8。

备注

1. 技术数据基于使用四线供电方法连接。对2 线连接,要增加0.5mV/A 的偏 置( 前面端子)。
2. 6 位半分辨率,1 PLC 读取速率,滤波器开,自动清零开。
3. 100V/s ~ 1000V/s 转换速率限于2281S-20-6 电源最大3A 时变化5V。
4. 6 位半分辨率,1 PLC 读取速率,滤波器开,自动清零开。
5. 设置:自动清零关,0.002 PLC,准备源:外部,触发源:直接。
6. 时间包括触发触发检测、时延加测量开始抖动以及测量积分时间0.002PLC。
7. 设置:自动清零关,输出开,输出延迟关,固定源:电压。
8. 设置:自动清零关,输出开,输出延迟关,固定源:电压,准备或测量数:1000。

Series 2280S 附件

Model 2280-001:后面板安装连接器和保护罩( 左面是组装好的图,右面单 独显示了连接器及顶部和底部保护罩)

Model 2280-TEST-LEAD:电源测试线套件,1000V,20A 额定值:包含 122 厘米(4 英尺) 电缆,平接线片适配器,鳄鱼夹。

订购信息

2281S-20-6
精密直流电源和电池仿真器,20V,6A

提供的附件

快速入门指南
KickStart 快速入门指南
用户文档光盘
LAN 电缆
电源线
背面板接插连接器,带保护罩

提供的附件

2280-001
后面板接插连接器和保护罩
2280-TEST-LEAD
源测试线套件,1000VA,20A 额定值
2450-TLINK
触发链路电缆,把2281S 数字I/O 连接到其他吉时利仪器的触发链路I/O 上
4299-8
单固定机架安装套件
4299-9
双固定机架安装套件
4299-10
双固定机架安装套件,用于一台2U 图形显示仪器和一台Series 26xx 仪器
4299-11
双固定机架安装套件,用于一台2U 图形显示仪器和一台Series 24xx、Series 2000 或2U 安捷伦仪器
CA-180-3A
局域网交叉电缆
7007-05
双屏蔽优质IEEE-488 接口电缆,0.5 米(1.6 英尺)
7007-1
双屏蔽优质IEEE-488 接口电缆,1 米(3.2 英尺)
7007-2
双屏蔽优质IEEE-488 接口电缆,2 米(6.5 英尺)
7007-3
双屏蔽优质IEEE-488 接口电缆,3 米(10 英尺)
7007-4
双屏蔽优质IEEE-488 接口电缆,4 米(13 英尺)
KPCI-488LPA
IEEE-488.2 接口电路板,用于PCI 总线
KUSB-488B
IEEE-488.2 USB-GPIB 接口适配器,用于USB 端口,带有2 米(6.6 英尺) 电缆
USB-B-1
USB 电缆A 型到B 型,1 米(3.3英尺)

可提供的服务

2281S-20-6-EW
增加一年出厂保修( 总共4 年)v
2281S-20-6-3Y-STD
购买三年内校准三次
2281S-20-6-3Y-DAT
购买三年内校准三次(ANSI-Z540-1 标准)
2281S-20-6-3Y-17025
购买三年内校准三次(ISO 17025 认可)
2281S-20-6-5Y-STD
购买五年内校准五次
2281S-20-6-5Y-DATA
购买五年内校准五次(ANSI-Z540-1 标准)