你一定好奇為APS尖叫的理由，就請聽我來說一說：APS第一層意思是 Advanced Power Supply
，Advanced字麵翻譯過來可以是高階、高端、領先等
，而Keysight將它翻譯成先進。

 

1 何謂高端直流電源?

 

圖 1

 

高端直流電源，首先必須擁有卓越的性能和指標，如圖1所示，APS具有0.03%的電壓和電流設定及測量精度；低至1mVrms紋波噪聲；0.5mV負載調整率。

 

如此近乎理想電源的靜態指標，可為航空航天、5G
、高速數字通信等產品提供優質供電。

 

圖 2

 

其次，高端電源更需要有優異的動態指標，對應的指標有瞬態響應、電壓上/下編程時間（斜率）。

 

圖 3

 

● 瞬態響應 反映的是電源的環路控製響應能力、評估參數為在環路功率（恒壓源的電流）突變時
，電源電壓保持能力——電流突然增大時的電壓跌落，或電流突然減小時的電壓過衝。圖3為某FPGA 0.9V供電電壓下，電流從60A至120A電流突變時，APS電壓瞬態響應
，跌落峰值小於200mV，時間小於100uS。

 

● 電壓上/下編程時間，大家也常叫做「電壓斜率」(V/S)，為什麼直流電源要關心電壓的上升或下降時間呢？如圖4所示，為某車用ECU性能驗證時的供電電壓，電壓斜率越快的電源，具有越高的測試吞吐率。

 

圖 4

 

● 以下APS輸出的電壓波形常用於這些測試標準中：

● 汽車電子的ISO16750、7637

● 軍用車輛28伏直流的GJB-298

● 飛行電子設備供電特性GJB-181A

 

圖 5

 

這些直流供電係統中的電壓突變或任意波形
，對用於工作環境惡劣
，非理想直流供電的場合異常關鍵。

 

圖 6

 

歸納一下我心目中的Advanced電源
，必須同時具備非常優異的 靜態指標 和 動態指標！

 

APS的深一層意思是 Advanced Power System
，電源係統！

 

2 又何謂稱之為電源係統？

 

又何謂稱之為電源係統？——係統中通常都是多種儀表硬件或軟件集成，以實現複雜的測試任務！但APS自身就可以實現很多係統級的功能。

 

如圖7和表1所示，是APS電源具備的大家常用直流電源額外的功能和性能！

 

圖 7

 

表 1

 

① 直流電源給4G，5G基站供電，測量基站各種工作狀態的電流以及待機電流

 

圖 8

 

● 直流電源

● 萬用表DMM測量待機電流

● 示波器電流+電流探頭 測量工作電流

 

如果你熟悉4G（LTE）物理層幀結構， 就會知道4G基站或終端的信號是以無線幀、子(zi)幀(zhen)的(de)形(xing)式(shi)工(gong)作(zuo)。簡(jian)單(dan)一(yi)點(dian)就(jiu)是(shi)產(chan)品(pin)的(de)工(gong)作(zuo)電(dian)流(liu)以(yi)脈(mai)衝(chong)形(xing)式(shi)出(chu)現(xian)
，電(dian)流(liu)測(ce)量(liang)設(she)備(bei)的(de)積(ji)分(fen)時(shi)間(jian)必(bi)須(xu)與(yu)無(wu)線(xian)幀(zhen)的(de)周(zhou)期(qi)相(xiang)同(tong)，才(cai)能(neng)獲(huo)得(de)準(zhun)確(que)和(he)穩(wen)定(ding)的(de)測(ce)量(liang)值(zhi)。

 

APS內置200Ksa/s，18比特的數字化儀
，可通過數字化儀獲取原始200Ksa/s的波形數據，也可以按照測試信號特點
，設定測試積分時間（同數字萬用表的 nPLC）。 

 

圖 9 APS PC分析軟件測量的電流波形和按照4G無線幀周期的麵板讀值

 

14585A捕獲無線基站電流脈衝波形，通過設定電流測量時間，麵板顯示2.79A穩定的讀數與波形整周期平均電流一致。

 

② APS簡單、更接近電池特性的電池仿真器 BSS實現

 

圖 10

 

電池管理係統 (BMS) 的測試會用到「電池仿真器BSS」 (Battery Simulate System)。常見的電池仿真器BSS集成一台直流電源和一台電子負載，電源代替電池輸出功率，電子負載代替電池吸收功率。

 

BSS電池模擬器是典型的電壓係統：直流電源和電子負載都工作在恒壓 (CV) 模(mo)式(shi)下(xia)。電(dian)子(zi)負(fu)載(zai)的(de)電(dian)壓(ya)設(she)置(zhi)要(yao)略(lve)大(da)於(yu)直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)，在(zai)它(ta)們(men)之(zhi)間(jian)存(cun)在(zai)一(yi)個(ge)電(dian)壓(ya)差(cha)會(hui)造(zao)成(cheng)一(yi)個(ge)死(si)區(qu)電(dian)壓(ya)
，使(shi)電(dian)池(chi)仿(fang)真(zhen)係(xi)統(tong)無(wu)法(fa)工(gong)作(zuo)在(zai)這(zhe)個(ge)區(qu)域(yu)中(zhong)。

 

● 電池放電時
，電壓依靠電源電壓來維持；

● 電池充電時，電壓必須高於直流電源的電壓(為保護直流電源、需使用阻塞二極管)，直流電源的輸出截止；同時，電子負載會進入 CV 的工模式
，並將電壓鉗製在略高的電平上。

 

如圖11左圖所示，是按照上圖集成電源和電子負載的電池仿真器BSS，可以清楚的看到當外部被測件的電流正
、負切換時，電池電壓波形異常波動。

 

圖 11

 

如圖11右圖所示，APS支持電流的雙象限工作，即像鋰電池一樣可以給設備供電


，也可以模擬電池充電過程
，吸收電流。這種2象限工作模式
，相比電源+負載組合方式，可以做到輸出電流和吸收電流的無縫、連續的切換

，正負電流切換也不會導致電壓變化。

 

圖 12

 

此外

，APS在電池仿真器 BSS時，還可以模擬電池的內阻模擬，電量計（Ahr,Whr）實時測量BSS電量的變化，這些功能在係統集成中非常複雜、甚至難以實現。

 

圖 13

 

③ 黑盒子記錄儀（Black Box Recorder）

 

啊，黑盒子！這個隻有航天器上才會用到的玩意
，APS竟然也支持

？

 

沒錯，安裝黑盒子模塊（選件N7908A BBR）的APS，可在後台連續運行，並記錄從電源開機後所有涉及電源操作和測量
、觸發相關的事件。黑盒子記錄BBR可設定24小時，以每秒鍾100次速率；或10天每秒鍾10次的速率記錄
，記錄的數據可通過APS助手軟件訪問和分析。

 

圖 14

 

④ 輸出斷路開關和極性反轉

 

有些係統供電電源在關閉輸出時，需要電源與被測件通過繼電器開關徹底斷開，或者在保持外部接線情況下，更改正、負(fu)極(ji)性(xing)。集(ji)成(cheng)係(xi)統(tong)時(shi)通(tong)常(chang)使(shi)用(yong)外(wai)部(bu)繼(ji)電(dian)器(qi)開(kai)關(guan)來(lai)實(shi)現(xian)，但(dan)如(ru)果(guo)嚴(yan)格(ge)實(shi)現(xian)開(kai)關(guan)動(dong)作(zuo)與(yu)電(dian)源(yuan)內(nei)部(bu)動(dong)作(zuo)的(de)同(tong)步(bu)？外(wai)部(bu)開(kai)關(guan)引(yin)起(qi)的(de)線(xian)路(lu)電(dian)壓(ya)補(bu)償(chang)？APS和Keysight N6700模塊化電源都提供斷路開關選項。

 

圖 15

 

 

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