电路对直流轨道线路噪声的敏感程度如何？如何测试逆变器的最大功率点跟踪性能？如何使用仪器来满足电动汽车的动态测试要求？这些是工程师在开发测试例程以验证产品性能时所面临的一些挑战。

EA Elektro-Automatik 提供了最佳解决方案，将函数发生器内置于电源或负载。这样就不必担心低功率信号发生器受大功率源的影响。事实上，由于 EA 函数发生器是固件，没有低功率硬件需要保护。函数发生器可以生成正弦波、三角波、矩形波、斜波以及自定义波形。我们可以使用这些波形：

·通过将 60 (50) Hz 信号（和谐波）加到表示直流轨道线路的直流电压上，测试电路对电源线噪声抗扰度的敏感度

·测试电路对不同电压轨斜升率的响应

·确定电路保持供电的轨道电压范围

·模拟电压峰值，以测试电路对电压瞬变的保护水平

·测试电路对 kHz 自定义噪声信号的敏感度，该噪声信号表示开关电源的输出。

这只是其中一些示例，表明直流电源的内置任意波形发生器有助于工程师对电路或产品进行更全面的测试，提高产品可靠性。

除此，EA 内置函数发生器能够创建 I-V 曲线来模拟太阳能电池组件、动力电池和燃料电池等设备。

1. 模拟太阳能电池板(阵列)，进行逆变器测试

让我们模拟一个太阳能电池板。我们需要为太阳能电池板创建 I-V 曲线。首先，我们一起回顾一下太阳能电池是如何工作的，这样就能理解函数发生器可用于确定太阳能电池板具有哪些性能。太阳能电池模型包括一个表示由太阳光产生电流的电流源，一个由二极管表示的 p-n 结，以及与 p-n 结串联或并联的电阻。光子撞击 p-n 结中的电子，提供足够的能量使电子器件跃迁到导带。形成的电场打开二极管，电流流向太阳能电池的输出端。图 2 显示太阳能电池的简单模型。

图 2. 太阳能电池电路模型

串联电阻和并联电阻表示太阳能电池的损耗。串联电阻表示太阳能电池半导体材料的电阻及其金属触点的电阻；并联电阻表示由通过 p-n 结的漏电流定义的绝缘耐压电阻。具有较低的串联电阻和较高的并联电阻可以提高太阳能电池的效率。

基于此模型，太阳能电池具有如图 3 中红色曲线所示的 I-V 特性。p-n 结呈现反向二极管特性。定义曲线的关键参数是太阳能电池的短路电流、ISC、其开路电压、VOC 以及太阳能电池输出功率最高点，即最大功率点 MPP。ISC 和 VOC 是太阳能电池能够产生的最大电流和电压。VMP 和 IMP（如图 3 蓝色曲线所示），表示太阳能电池所能产生的最大功率输出的 I-V 参数。在其 MPP 下操作太阳能电池可确保太阳能电池的最大性能，是目标操作点。

图 3.太阳能电池的 I-V 特性（红色曲线）和功率输出（蓝色曲线）

EA Elektro-Automatik 设备（例如 PSB 双向直流电源）的内置函数发生器，可以轻松创建太阳能电池 I-V 曲线。函数发生器需要四个参数：开路电压、短路电流、最大功率点电流和电压。图 4 显示将创建 I-V 曲线的设置屏幕。

图 4.太阳能电池模式的函数发生器设置屏幕

测试工程师可以使用模拟的太阳能电池来测试光伏逆变器，以及对太阳能电池或太阳能电池板的最大功率点的跟踪情况（MPPT)。函数发生器能够按照 EN 50530《并网光伏逆变器的整体效率》标准测试逆变器的效率。EN 50530 测试模式可确定逆变器对最大功率点变化的响应。此外，测试模式下，可通过输入改变太阳能电池板上的辐照度及其表面温度---这两个参数都会影响太阳能电池的输出。

使用 64 台PSB 30 kW 电源的测试台架，工程师可以模拟 1.92 MW 的太阳能发电场。对用于配电应用的太阳能逆变器进行完整测试。

2. 模拟电池以测试电池供电系统和充电性能

函数发生器的 XY 发生器的第二个应用示例是电池模拟。图 5 显示一个简单的电池模型。该模型中，理想电压源表示电池的开路电压，内阻表示电池中的电化学电阻和电子电阻。随着负载电流的增加，电池的输出电压由于内阻压降的增加而下降。测试工程师可以确定负载（例如电动汽车电机）在电机增加电流消耗时如何响应电池电压下降。

图 5. 使用理想电压源和内部电阻的电池简化模型

通过ELR 电子负载的函数发生器，可以模拟电池的充电测试。负载可以确定充电器为电池快速充电提供高电流输出的能力。此外，模拟的电池负载可以测试充电在达到 100% 充电时安全涓流充电的能力。

EA 电源和负载中的内置函数发生器使测试工程师能够灵活的在各种条件下更全面地测试产品。内置发生器消除了低功率信号发生器与大功率设备组合的复杂性，避免了潜在的安全隐患。

关于EA

EA Elektro-Automatik集团是欧洲领先的实验室和工业用功率电子产品制造商。公司总部位于德国北莱茵—威斯特法伦州工业中心，致力于研究、开发和制造实验室电源、工业用大功率电源系统及能量回馈型电子负载等高科技设备，并提供硬件+软件的完整解决方案。产品具有广泛的应用场景，如传统动力电池、燃料电池、可再生能源、电动汽车、轨道交通技术、航天技术、自动化测试系统、船舶与海洋工程、工艺和流程控制等。

关键词:EA 电源 电子负载

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来 源：德国EA电源

编辑：清风

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