艾諾直流電負載

艾諾儀器公司第一章 概述

本章概要：
● 電子負載簡介
● AN31系列直流電子負載的特性

1.1 電子負載簡介
AN31系列直流電子負載是利用電子元件吸收電能并將其消耗的一種負載，其端口符合歐姆定律。它不僅可以模擬實際的負載，替代笨重且不便于調節的電阻負載，而且可以模擬特殊的負載波形，實現對電源供應器、充電器、電池或功率電子元器件的測試。直流電子負載用途廣泛，可用于直流電源供應器的電源穩定性、負載穩定性、輸出電壓調整和瞬態特性等參數的測試，也可用于電容器、充電器、電池等充放電過程的參數測試及功率電子元器件的參數測試等。
艾諾儀器公司的AN31系列直流電子負載具有定電流、定電壓、定電阻、定功率、短路及動態負載多種模式，可以模擬各種不同的負載狀況。AN31系列直流電子負載采用16位高精度ADC電路，保證了測試的速度和高精度。同時采用先進的32位高速數字信號處理技術（DSP），提高了電子負載的智能化水平和數據處理能力。
AN31系列直流電子負載外觀設計精美，采用大屏幕LCD顯示，操作簡潔。
AN31系列直流電子負載可以多臺并聯使用，增加功率，具有完備的保護功能。
主要應用領域有：
⑴ 生產線的快速測試，如開關電源、電源適配器、充電器、電池、功率電子元器件等。
⑵ 實驗室及計量檢定部門對以上產品的測試檢定。
⑶ 作為ATE及ATS系統的組成單元。
⑷ 用于產品的老化。
⑸ 教學、科研等。
AN31系列電子負載模組采用一主多從的方式，主模組具有150組儲存/呼叫記憶，RS232/485接口、GPIB接口、REMOTE接口、TRIG接口。主模組可擴展1 至 3 組的AN31系列電子負載從模組，模組規格可以任意組合，根據用戶需求而定。每個從模組具有50組儲存/呼叫記憶功能。
以下說明AN31系列直流電子負載的工作范圍和工作模式。
AN3101的工作區域曲線如圖1.1 所示，其電壓、電流、功率的工作范圍分別為 0-60V 、 0- 15A、0-75W。

圖1.1 AN3101 電子負載功率曲線圖

AN3102的工作區域曲線如圖1.2 所示，其電壓、電流、功率的工作范圍分別為 0 -60V 、0 -30A 、0-150W。


圖1.2 AN3102 電子負載功率曲線圖

AN3103 的工作區域曲線如圖1.3 所示，其電壓、電流、功率的工作范圍分別為 0-60V 、 0-60A 、0-300W。


圖1.3 AN3103電子負載功率曲線圖

AN31 系列電子負載的工作模式包含：定電流(C.C.)、定電阻 (C.R.)、定電壓(C.V.)、定功率 (C.P)、動態負載 (Dynamic Load)、短路（Short Current）。在定電流及定功率動態負載模式時上升與下降負載電流斜率可以分別設定控制。
定電流模式 (C.C. Mode)
在定電流工作模式時，AN31 系列電子負載所流入的負載電流依據所設定的電流值而保持恒定，與輸入電壓大小無關。如圖1.4 所示，即負載電流保持設定值不變。


圖1.4 定電流模式特性圖

定電阻模式 (C.R. Mode)
在定電阻工作模式時，AN31系列電子負載所流入的負載電流依據所設定負載電阻和輸入電壓的大小而定，此時負載電流與輸入電壓呈正比例，比值即是所設定的負載電阻。如圖1.5 所示，即負載電阻保持設定值不變。



圖1.5 定電阻模式特性圖
定電壓模式 (C.V. Mode)
在定電壓工作模式時，AN31 系列電子負載所流入的負載電流依據所設定的負載電壓而定，此時負載電流將會增加直到負載電壓等于設定值為止。如圖1.6 所示，即負載電壓保持設定值不變。


圖1.6 定電壓模式特性圖

定功率模式 (C.P Mode)
在定功率模式時，AN31 系列電子負載所流入的負載電流依據所設定的功率大小而定，此時負載電流與輸入電壓的乘積等于負載功率設定值。如圖1.7，即負載功率保持設定值不變。


圖1.7 定功率模式特性圖

動態負載 (Dynamic Load)
動態負載時，共有六個設定參數來產生動態負載的電流波形，分別是高/低負載準位，上升/下降負載電流斜率，高/低準位負載周期。只有定電流、定電阻、定功率模式可以設置為動態負載，定電壓模式不具有動態負載功能。
動態負載電流波形的定義和圖1.8 所示，其中動態負載頻率及動態負載工作周期如下列式子所示:




圖1.8 動態負載模式特性圖
短路 (Short Current)
短路模式用來模擬負載的短路測試，AN31系列電子負載采用功率場效應管的短路方式。短路電阻和短路電流參見表2.1——AN31系列電子負載規格表。

1.2 AN31系列直流電子負載的特性
★ 靈活彈性的組合方式，可以依據用戶需求進行不同的負載組合。
★ 大屏幕LCD液晶顯示，外觀精美，操作簡潔。
★ 具有定電壓、定電流、定電阻、定功率、動態負載、短路等模式。
★ 采用高頻直接數字合成（DDS）技術，上升/下降負載電流斜率獨立控制，無需使用波形發生器的類比信號輸入，即可編程實現任意波形動態負載。
★ 采用數字信號處理（DSP）技術和高精確度16位ADC，使測量準確度高，速度快。電壓表、電流表、功率表、計時秒表均為5位顯示，可測量瞬時短路電流。
★ 具有電壓、電流、功率上下限 GO/NG 智能判別功能。
★ 多樣化的程控負載啟動/停止功能。
★ 遠地電壓檢測 Vsense BNC 輸入接口，可用于精密的電壓檢測，消除大電流時引線壓降引起的電壓測量誤差。
★ 隔離式電流監視 Imonitor BNC 輸出接口。
★ 保護功能齊全，包含過電壓、過電流、過功率、過溫度及反極性輸入保護。
★ 主模組具備 150 組記憶功能，從模組具備 50 組記憶功能。
★ 具有RS-232/485、TRIG、REMOTE、GPIB 多種接口，便于實現遠程控制功能。
★ 面板操作軟件精度校正。
★ 風扇轉速依據負載功率自動調整，降低待機躁聲和功耗。

第二章 技術指標與功能特性

本章概要：
● AN31系列直流電子負載原理框圖
● AN31系列直流電子負載的技術參數
● AN31系列直流電子負載的功能特性

2.1 AN31系列直流電子負載原理框圖


圖2.1 AN31系列直流電子負載原理框圖

2.2 AN31系列直流電子負載的技術參數
2.2.1工作環境要求
2.2.1.1工作電壓:AC220V±10%，50Hz±5%。（AC110V±10%，60Hz±5%可定制）
2.2.1.2使用環境條件
a) 環境溫度:0℃～40℃
b) 相對濕度:40℃ (20～90)%RH
c) 使用場所無易燃易爆及侵蝕性介質,無強電磁干擾和明顯的振動及沖擊。
2.2.2技術參數指標

表2.1 AN31系列電子負載規格表
型號 AN3101 AN3102 AN3103
輸入范圍 輸入電壓 0～60V
輸入電流 0～15A 0～30A 0～60A
輸入功率 0～75W 0～150W 0～300W
定電流 范圍 0～1.5A
1.5A～15A 0～3A
3A～30A 0～6A
6A～60A
分辨率 0.4mA
4mA 0.8mA
8mA 1.6mA
16mA
精度 ±0．2%
定電阻 范圍 0.213Ω～4Ω
4Ω～15KΩ 0.1067Ω～2Ω
2Ω～7.5KΩ 0.0533Ω～1Ω
1Ω～3.75KΩ
分辨率 1.066mΩ
66.66uS 0.533mΩ
0.133mS 0.266mΩ
0.266mS
精度 ±0．2%
定電壓 范圍 0 ～ 60V
分辨率 0.016V
精度 ±0．1%
定功率 范圍 0～75W 0～150W 0～300W
分辨率 0.02W 0.04W 0.08W
精度 ±0．5%
動態負載 上升/下降率 1-62.5mA/uSec 10mA-0.625A/uSec 2-125mA/uSec 20mA-1.25A/uSec 4-250mA/uSec 40mA-2.5A/uSec
精度 ±10%
上升/下降時間 50uSec ～ 9.999Sec
短路 短路方式 場效應管開關
短路電阻 0.10Ω 0.05Ω 0.03Ω
最大短路電流 15A 30A 60A
顯示精度 電壓 ±0．1%
電流 ±0．2%
功率 ±0．5%
時間 ±0．1%
顯示方式 LCD，5位顯示
保護功能 過電壓 105%最大輸入電壓
過電流 105%最大輸入電流
過功率 105%最大輸入功率
過溫度 85℃
輸入反極性 具有輸入反極性保護
輸入輸出接口 RS232/485/GPIB通訊接口
REMOTE控制接口、TRIG輸入輸出接口
Vsense 遠地電壓檢測BNC輸入接口（導線壓降補償）
Imonitor 電流監測BNC輸出接口（0～10V，隔離輸出）
體積（W*H*D）
重量

2.3 AN31系列直流電子負載的功能特性
2.3.1 具備定電流、定電阻、定電壓、定功率四種基本負載模式。
2.3.2 動態負載模式
定電流、定電阻、定功率負載模式時具有動態負載方式。動態負載的上升/下降負載電流斜率可以獨立控制，可編程實現動態負載波形控制。AN31系列直流電子負載采用高頻DDS（直接數字合成）技術與DSP（數字信號處理）技術相結合，可通過上位機編程輸出任意波形的動態負載，出廠時電子負載內嵌正弦波、三角波、方波、鋸齒波（前沿）、鋸齒波（后沿）五種標準動態負載波形。
2.3.3 負載短路模式
具有負載短路模式，可以模擬實現負載的短路測試，具有瞬時短路電流測量功能。
2.3.4 具有電壓、電流、功率上下限 GO/NG 智能判別功能。
可以設置電壓、電流、功率的上下限值，電子負載根據設定值自動判斷是否在限值范圍內，進行GO/NG判別顯示。
2.3.5 遠地電壓檢測 Vsense BNC 輸入接口
具有遠地電壓檢測 Vsense BNC 輸入接口，可用于精密的電壓檢測，消除大電流時引線壓降引起的電壓測量誤差。
2.3.6 可程式化負載啟動/停止設定功能。
可通過設置，實現靈活多樣的負載啟動/停止控制。
（1）本地按鍵控制。通過本地按鍵“ON/OFF”啟動及停止負載。
（2）輸入端電壓控制。可以設置負載啟動電壓和負載停止電壓，電子負載根據輸入端電壓的測量值自動啟動/停止負載。
（3）上電自動啟動負載。打開電子負載后，根據存儲的負載設置值，自動啟動負載。
（4）時間控制。根據設置的時間，由電子負載的計時器自動控制啟動/停止負載。
（5）REMOTE控制。使用REMOTE接口實現啟動/停止負載的控制。
（6）TRIG控制。使用TRIG接口實現啟動/停止負載的控制。
（7）RS232/485及GPIB控制。使用RS232/485或GPIB接口實現啟動/停止負載的遠程控制。
2.3.7 主模組具備 150 組記憶功能，從模組具備 50 組記憶功能。
2.3.8 隔離式電流監視 BNC 輸出，滿刻度為 10V。
2.3.9 保護功能齊全，包含過電壓、過電流、過功率、過溫度及反極性輸入保護。
2.3.10 具有RS-232/485、TRIG、REMOTE 及 GPIB 遠程控制功能。

第三章 安裝