如何使用Keysight N6790优化电源测试

在上一期我们给大家分享了，“直流电源分析系统——N6705新添电子负载模块”。使用 N679X 系列电子负载模块，并配合 Benchvue 拖拽式软件，即使没有任何软件开发经验的电源工程师都可以做到自动化测试，并自动生成报告！

图 1.安装电源、电子负载模块的 N6700

配合 BenchVue 软件拖拽的自动测试序列

今天我们结合几个测试案例，再给大家进一步分享直流源分析仪搭配 N679X 电子负载，测试电源的瞬态响应、负载效应及效率。

首先、我们来看看 N679X 系列电子负载的关键指标：

■支持 N6705C、N6700C、N6701C、N6702C 主机

■100W 模块（N6791A，60V，20A）和 200W 模块（N6792A，60V，40A）

■四种不同的工作模式：恒定电压、恒定电流、恒定功率和恒定电阻

■电流精度 0.04%；电压精度 0.03%

■快电流斜率，2.4A/us (N6791A)；/us(N6792A)

负载瞬态恢复时间

反馈回路是电源设计的关键和难点，而反馈回路的带宽决定电源对负载电流变化的响应能力。如果电源反馈回路输入和输出之间的时延接近临界值，电源会变得不稳定并发生振荡，因此瞬态恢复/响应时间进行测试至关重要。

图 2. 瞬态恢复时间图

图 3. 负载瞬态恢复测试的典型装置

如图所示，通常，测试瞬态响应，需要设定电子负载处于 CC 模式时，对电子负载进行编程以使负载快速变化，并使用示波器捕获电源 V_out 的电压响应。需要强调的是，瞬态响应测试时，电子负载需要的上升时间必须足够快，通常至少要比被测电源快五倍以上。

如果进行连续负载瞬态测试，脉冲的重复率应足够慢，以便电源反馈环路可在每次瞬态后恢复并稳定下来。

示波器如何触发每一个电流脉冲？即测量的同步对于获得正确的测量结果至关重要。

N6705C 直流源分析仪配合 N679X 系列电子负载模块是进行电源瞬态响应测试的理想方案！

■其上升和下降时间比大多数基础型电源快许多倍，因此它能满足电源瞬态恢复测试的负载要求。

■N6705C 直流电源分析仪主机集成任意波形编辑，电压、电流示波器可捕获瞬态恢复响应。

图 4. Keysight N6791A 瞬态恢复设置屏幕快照

上面的屏幕快照显示了 100 Hz 时在 1. 和 3A 之间产生瞬态切换的菜单设置 — 设置步骤快速简便。您还可以使用 N6705C 直流电源分析仪的数字化仪功能捕获瞬态恢复波形，如图 5 所示。

图 5. 瞬态恢复数字化波形

图 5 显示了您期望的瞬态恢复特性。V₂  是电压波形，I₂  是电流波形。您可以看到  I₂  中显示的负载发生变化，这引起了  V₂  中的电压响应（下降），从而使其恢复。m₁  和  m₂  之间的时间区域就是瞬态恢复时间。执行这项测试不仅快速，而且非常简单。

通常情况下，这项测试需要使用示波器，但您可以通过结合使用 N6705C 示波器与直流电源分析仪，避免这种麻烦。

CV 负载效应

负载效应测量的是当发生瞬态后，稳态输出电流的变化引起的电源输出电压的变化。输出电流的这种变化通常是从无负载到满负载的变化。

在测量之前，先将被测电源的输出电压达到的稳定时间。然后设定电子负载工作与在 CC 模式下，改变电子负载电流设置从无负载改成满负载。

图 6.CV 负载效应时间图

图 7. CV 负载效应测试的典型装置

使用 N679X 系列电子负载模块，您可以快速执行甚至简化这项测试。它提供四种工作模式：CV、CC、CR 和 CP ，并借助 N6705C 直流电源分析仪主机上的任意波形功能，您可以轻松实现从无负载到满负载的变化。

同时，N679X 电子负载具有*的电压测量精度，这种精度水平对很多电源测试就已经足够，因此无需使用独立的数字万用表，使测试配置极大简化。

图8 显示了 N6790 系列电子负载如何通过简单的编程，使用波形发生器创建从满载到零负载的电流阶跃。

图 8. Keysight N6791A 上的负载效应设置屏幕快照

经过足够的稳定时间后，您可以直接从前面板读取电压测量值，以保证 V_out 符合技术指标。

效率

电源效率是指其总输出功率与总输入功率之比。例如 DC/DC 电源输入连接到直流电源，输出连接到电子负载, 分别使用直流电源或电子负载测量输入和输出的功率，即可计算出电源的效率。

图 9. DC/DC 电源效率测试的典型装置

对于效率测试来说，选择测量精度水平符合需求的电子负载至关重要。尤其是使用电子负载测量输出功率时更是如此。在某些测试中，您还希望在不同的负载点测试效率，因为电源效率会根据负载水平而变化。N679X 系列电子负载具有执行此类效率测试所需的全部必要功能。测量系统提供准确的测量洞察力，无需使用独立功率计。使用 CP 工作模式，您可以快速轻松地切换不同的负载电平。

图 10. 恒定功率菜单设置屏幕快照

N6700 平台提供直流电源输入和进行测量，因为它提供了超过 34 种直流电源模块和 2 个电子负载模块。它是真正的直流电转换效率测试综合解决方案，可在单个平台中进行简单的编程控制和测量。在单个平台中同时提供电源和负载，降低了复杂性。电源和负载模块都使用同一个时钟，因此可以同步执行电源和负载两端的命令。无需额外的工作来保证电源和电子负载在通信方面相互联系。因而无需任何硬件或软件同步。

需要强调的是，由于命令和测量在电源和负载之间是同步的，因此您可以在设置更改时获得实时效率数据。您可以在输入端使用 N6762A 精密电源模块，在输出端使用 N6791A 系列电子负载模块。两个模块都在同一台 N6705C 直流电源分析仪主机内。通过使用数据记录器，您可以在同一个屏幕上查看输入和输出的功率测量值， 无需额外配置。

总结

在您进行电源测试时，N679X 系列电子负载模块可以为您提供优异的性能和速度。无论何种测试环境，也无论是工作台或系统应用，您都可以获得高质量和高可靠性以及的性能和功能。它简化了测试系统配置，可以实现出色的准确性和可重复性。N679X 系列与 N6700 电源模块以及多种工作台主机和系统主机集成，构成真正的综合解决方案，用于直流电源转换测试。