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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