電池模擬器功能在智能設(shè)備測試中的應(yīng)用

　　前言：

　　隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)的興起，“互聯(lián)網(wǎng)+”概念成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新熱點(diǎn)，滲透到社會的各個領(lǐng)域。在這股浪潮下智能硬件、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備行業(yè)以星火燎原之勢迅速擴(kuò)張，大量的新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，在給用戶帶來新的使用體驗(yàn)的同時，其產(chǎn)品性能也需要經(jīng)受市場的檢驗(yàn)。IT6400系列雙極性可編程直流電源具備電池模擬功能，適用于電池供電的智能硬件設(shè)備的測試。

　　一、 IT6400系列電池模擬器功能

　　車位檢測器、地下供水器等物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備埋于地下并以電池進(jìn)行供電，在運(yùn)行中需要保證3-5年的連續(xù)供電時間，這就對設(shè)備的續(xù)航能力提出了嚴(yán)格的要求。智能手環(huán)、手機(jī)、平板等設(shè)備同樣將待機(jī)時間作為一項(xiàng)重要指標(biāo)，例如小米手環(huán)2就提出充電一次滿足20天持續(xù)使用的口號，而其中內(nèi)置的是一個僅有70mAh的鋰聚合物電池。但在電池供電條件下的待機(jī)測試中若使用真實(shí)電池作為電源，一方面測試結(jié)果受到電池產(chǎn)品質(zhì)量波動的影響，另一方面也增加了測試的工作量。

　　IT6400系列可編程直流電源在電池測試方面具備強(qiáng)大的功能，包括電池充電、電池放電、電池模擬三種模式。用戶可用IT6400系列可編程直流電源替代電池，為智能設(shè)備供電，通過電池模擬功能來模擬電池的輸出特性，測試待測物的待機(jī)能力，或者測試充電器的充電能力。用戶最多可編輯20組電池特性數(shù)據(jù)，每組電池特性數(shù)據(jù)可配置20個步驟，每個步驟包括電壓、電阻、電池容量三個參數(shù)。輸出阻抗參數(shù)為0-20 Ω可調(diào)，可模擬各種內(nèi)阻參數(shù)的電池，電壓與電池容量參數(shù)即代表放電時的實(shí)時電壓及剩余容量。

　　圖1 IT6400電池模擬功能界面

　　電池特性數(shù)據(jù)可以通過面板按鍵的簡單操作進(jìn)行參數(shù)編輯，也可以在PC機(jī)上將電池特性參數(shù)編輯為.CSV文件，通過U盤從電源面板上的USB接口導(dǎo)入。

　　圖2 電池特性參數(shù)編輯界面

　　在電池特性數(shù)據(jù)中，若容量和電壓逐漸上升，即表示IT6400所模擬的電池處于充電狀態(tài)，若容量和電壓逐漸下降，則表示電池處于放電狀態(tài)。如果用戶用IT6400連接用電產(chǎn)品，使用電池模擬功能來模擬電池供電環(huán)境下的產(chǎn)品功耗，就可以將電池特性參數(shù)編輯為逐步下降的放電參數(shù)。IT6400將根據(jù)表格參數(shù)自動擬合出一條平滑的放電曲線，減小用戶編輯參數(shù)的工作量，提高仿真能力。

　　圖3 .CSV文件示意

　　用戶也可以利用IT6400系列的電池放電功能，對設(shè)備原配電池進(jìn)行放電測試，通過上位機(jī)軟件采集到電池在放電中的電壓、放電容量等參數(shù)，得到放電特性曲線。使用艾德克斯IT5101內(nèi)阻測試儀測得電池的內(nèi)阻值， 來獲取IT6400需要的電池模擬參數(shù)，以支持智能設(shè)備的研發(fā)測試。內(nèi)阻值是電池的關(guān)鍵參數(shù)之一，內(nèi)阻可調(diào)功能也是IT6400系列可以有效模擬電池特性，而有別于一般電源的特點(diǎn)。

　　對于電池放電的截止條件，IT6400系列提供關(guān)斷電壓、關(guān)斷電流、關(guān)斷容量及關(guān)斷時間四種截止方式，滿足不同的電池管理需要。

　　圖4 電池關(guān)斷條件設(shè)置界面

　　二、 滿足低功耗測試要求

　　為了降低功耗，智能設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)一般可分為睡眠模式、待機(jī)模式、收發(fā)模式等多種類型，在睡眠模式下設(shè)備的電流可能低至納安級，而在收發(fā)模式下，設(shè)備電流可能陡升至毫安甚至安培級的范圍。這就需要直流電源具備超快的動態(tài)響應(yīng)速度及超高的電流解析度,來適應(yīng)負(fù)載的變化。IT6400系列多個規(guī)格型號滿足不同測試需求。

　　表1 IT6400部分型號規(guī)格

　　IT6411S高精度可編程直流電源是IT6411的電流精度升級版本，適合低功耗智能穿戴產(chǎn)品的測試。將電流大檔范圍設(shè)在100mA， 設(shè)定值精度達(dá)到50uA，設(shè)定分辨率達(dá)到10 uA。同時升級小檔測量范圍到100 uA，測量精度達(dá)到50nA，滿足uA級高精度電流測量需求。

　　IT6432具有較高的電壓范圍及額定功率，100nA的測量分辨率可以用于較大功率的電子產(chǎn)品及物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的測試。

　　本系列電源具有超高上升速度和高可靠性，滿載上升最快可達(dá)500uS，最新設(shè)計(jì)的速度切換模式可讓電壓或電流的上升波形高速且無過沖，全新設(shè)計(jì)的圖形顯示功能可實(shí)現(xiàn)示波器的體驗(yàn)。一臺電源可涵蓋廣范圍的應(yīng)用需求。

　　三、總結(jié)

　　IT6400系列雙極性可編程直流電源具備電池充電、電池放電、電池模擬等一系列強(qiáng)大的電池測試功能，同時超快的動態(tài)響應(yīng)時間、超高的電流解析度，能為便攜式電池供電產(chǎn)品測試、移動電源測試及電池測試等提供高精度高可靠性的測試方案。電池模擬功能可按照電池特性參數(shù)模擬電池輸出，尤其滿足低功耗測試測試領(lǐng)域參數(shù)要求，可廣泛應(yīng)用于智能穿戴、消費(fèi)電子、主流家電、家庭安全和自動化系統(tǒng)、汽車及醫(yī)療等行業(yè)之中。