艾諾儀器公司第一章 概述

本章概要：
● 電子負(fù)載簡(jiǎn)介
● AN31系列直流電子負(fù)載的特性

1.1 電子負(fù)載簡(jiǎn)介
AN31系列直流電子負(fù)載是利用電子元件吸收電能并將其消耗的一種負(fù)載，其端口符合歐姆定律。它不僅可以模擬實(shí)際的負(fù)載，替代笨重且不便于調(diào)節(jié)的電阻負(fù)載，而且可以模擬特殊的負(fù)載波形，實(shí)現(xiàn)對(duì)電源供應(yīng)器、充電器、電池或功率電子元器件的測(cè)試。直流電子負(fù)載用途廣泛，可用于直流電源供應(yīng)器的電源穩(wěn)定性、負(fù)載穩(wěn)定性、輸出電壓調(diào)整和瞬態(tài)特性等參數(shù)的測(cè)試，也可用于電容器、充電器、電池等充放電過(guò)程的參數(shù)測(cè)試及功率電子元器件的參數(shù)測(cè)試等。
艾諾儀器公司的AN31系列直流電子負(fù)載具有定電流、定電壓、定電阻、定功率、短路及動(dòng)態(tài)負(fù)載多種模式，可以模擬各種不同的負(fù)載狀況。AN31系列直流電子負(fù)載采用16位高精度ADC電路，保證了測(cè)試的速度和高精度。同時(shí)采用先進(jìn)的32位高速數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)（DSP），提高了電子負(fù)載的智能化水平和數(shù)據(jù)處理能力。
AN31系列直流電子負(fù)載外觀設(shè)計(jì)精美，采用大屏幕LCD顯示，操作簡(jiǎn)潔。
AN31系列直流電子負(fù)載可以多臺(tái)并聯(lián)使用，增加功率，具有完備的保護(hù)功能。
主要應(yīng)用領(lǐng)域有：
⑴ 生產(chǎn)線的快速測(cè)試，如開(kāi)關(guān)電源、電源適配器、充電器、電池、功率電子元器件等。
⑵ 實(shí)驗(yàn)室及計(jì)量檢定部門(mén)對(duì)以上產(chǎn)品的測(cè)試檢定。
⑶ 作為ATE及ATS系統(tǒng)的組成單元。
⑷ 用于產(chǎn)品的老化。
⑸ 教學(xué)、科研等。
AN31系列電子負(fù)載模組采用一主多從的方式，主模組具有150組儲(chǔ)存/呼叫記憶，RS232/485接口、GPIB接口、REMOTE接口、TRIG接口。主模組可擴(kuò)展1 至 3 組的AN31系列電子負(fù)載從模組，模組規(guī)格可以任意組合，根據(jù)用戶(hù)需求而定。每個(gè)從模組具有50組儲(chǔ)存/呼叫記憶功能。
以下說(shuō)明AN31系列直流電子負(fù)載的工作范圍和工作模式。
AN3101的工作區(qū)域曲線如圖1.1 所示，其電壓、電流、功率的工作范圍分別為 0-60V 、 0- 15A、0-75W。

圖1.1 AN3101 電子負(fù)載功率曲線圖

AN3102的工作區(qū)域曲線如圖1.2 所示，其電壓、電流、功率的工作范圍分別為 0 -60V 、0 -30A 、0-150W。


圖1.2 AN3102 電子負(fù)載功率曲線圖

AN3103 的工作區(qū)域曲線如圖1.3 所示，其電壓、電流、功率的工作范圍分別為 0-60V 、 0-60A 、0-300W。


圖1.3 AN3103電子負(fù)載功率曲線圖

AN31 系列電子負(fù)載的工作模式包含：定電流(C.C.)、定電阻 (C.R.)、定電壓(C.V.)、定功率 (C.P)、動(dòng)態(tài)負(fù)載 (Dynamic Load)、短路（Short Current）。在定電流及定功率動(dòng)態(tài)負(fù)載模式時(shí)上升與下降負(fù)載電流斜率可以分別設(shè)定控制。
定電流模式 (C.C. Mode)
在定電流工作模式時(shí)，AN31 系列電子負(fù)載所流入的負(fù)載電流依據(jù)所設(shè)定的電流值而保持恒定，與輸入電壓大小無(wú)關(guān)。如圖1.4 所示，即負(fù)載電流保持設(shè)定值不變。


圖1.4 定電流模式特性圖

定電阻模式 (C.R. Mode)
在定電阻工作模式時(shí)，AN31系列電子負(fù)載所流入的負(fù)載電流依據(jù)所設(shè)定負(fù)載電阻和輸入電壓的大小而定，此時(shí)負(fù)載電流與輸入電壓呈正比例，比值即是所設(shè)定的負(fù)載電阻。如圖1.5 所示，即負(fù)載電阻保持設(shè)定值不變。



圖1.5 定電阻模式特性圖
定電壓模式 (C.V. Mode)
在定電壓工作模式時(shí)，AN31 系列電子負(fù)載所流入的負(fù)載電流依據(jù)所設(shè)定的負(fù)載電壓而定，此時(shí)負(fù)載電流將會(huì)增加直到負(fù)載電壓等于設(shè)定值為止。如圖1.6 所示，即負(fù)載電壓保持設(shè)定值不變。


圖1.6 定電壓模式特性圖

定功率模式 (C.P Mode)
在定功率模式時(shí)，AN31 系列電子負(fù)載所流入的負(fù)載電流依據(jù)所設(shè)定的功率大小而定，此時(shí)負(fù)載電流與輸入電壓的乘積等于負(fù)載功率設(shè)定值。如圖1.7，即負(fù)載功率保持設(shè)定值不變。


圖1.7 定功率模式特性圖

動(dòng)態(tài)負(fù)載 (Dynamic Load)
動(dòng)態(tài)負(fù)載時(shí)，共有六個(gè)設(shè)定參數(shù)來(lái)產(chǎn)生動(dòng)態(tài)負(fù)載的電流波形，分別是高/低負(fù)載準(zhǔn)位，上升/下降負(fù)載電流斜率，高/低準(zhǔn)位負(fù)載周期。只有定電流、定電阻、定功率模式可以設(shè)置為動(dòng)態(tài)負(fù)載，定電壓模式不具有動(dòng)態(tài)負(fù)載功能。
動(dòng)態(tài)負(fù)載電流波形的定義和圖1.8 所示，其中動(dòng)態(tài)負(fù)載頻率及動(dòng)態(tài)負(fù)載工作周期如下列式子所示:




圖1.8 動(dòng)態(tài)負(fù)載模式特性圖
短路 (Short Current)
短路模式用來(lái)模擬負(fù)載的短路測(cè)試，AN31系列電子負(fù)載采用功率場(chǎng)效應(yīng)管的短路方式。短路電阻和短路電流參見(jiàn)表2.1——AN31系列電子負(fù)載規(guī)格表。

1.2 AN31系列直流電子負(fù)載的特性
★ 靈活彈性的組合方式，可以依據(jù)用戶(hù)需求進(jìn)行不同的負(fù)載組合。
★ 大屏幕LCD液晶顯示，外觀精美，操作簡(jiǎn)潔。
★ 具有定電壓、定電流、定電阻、定功率、動(dòng)態(tài)負(fù)載、短路等模式。
★ 采用高頻直接數(shù)字合成（DDS）技術(shù)，上升/下降負(fù)載電流斜率獨(dú)立控制，無(wú)需使用波形發(fā)生器的類(lèi)比信號(hào)輸入，即可編程實(shí)現(xiàn)任意波形動(dòng)態(tài)負(fù)載。
★ 采用數(shù)字信號(hào)處理（DSP）技術(shù)和高精確度16位ADC，使測(cè)量準(zhǔn)確度高，速度快。電壓表、電流表、功率表、計(jì)時(shí)秒表均為5位顯示，可測(cè)量瞬時(shí)短路電流。
★ 具有電壓、電流、功率上下限 GO/NG 智能判別功能。
★ 多樣化的程控負(fù)載啟動(dòng)/停止功能。
★ 遠(yuǎn)地電壓檢測(cè) Vsense BNC 輸入接口，可用于精密的電壓檢測(cè)，消除大電流時(shí)引線壓降引起的電壓測(cè)量誤差。
★ 隔離式電流監(jiān)視 Imonitor BNC 輸出接口。
★ 保護(hù)功能齊全，包含過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)功率、過(guò)溫度及反極性輸入保護(hù)。
★ 主模組具備 150 組記憶功能，從模組具備 50 組記憶功能。
★ 具有RS-232/485、TRIG、REMOTE、GPIB 多種接口，便于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能。
★ 面板操作軟件精度校正。
★ 風(fēng)扇轉(zhuǎn)速依據(jù)負(fù)載功率自動(dòng)調(diào)整，降低待機(jī)躁聲和功耗。

第二章 技術(shù)指標(biāo)與功能特性

本章概要：
● AN31系列直流電子負(fù)載原理框圖
● AN31系列直流電子負(fù)載的技術(shù)參數(shù)
● AN31系列直流電子負(fù)載的功能特性

2.1 AN31系列直流電子負(fù)載原理框圖


圖2.1 AN31系列直流電子負(fù)載原理框圖

2.2 AN31系列直流電子負(fù)載的技術(shù)參數(shù)
2.2.1工作環(huán)境要求
2.2.1.1工作電壓:AC220V±10%，50Hz±5%。（AC110V±10%，60Hz±5%可定制）
2.2.1.2使用環(huán)境條件
a) 環(huán)境溫度:0℃～40℃
b) 相對(duì)濕度:40℃ (20～90)%RH
c) 使用場(chǎng)所無(wú)易燃易爆及侵蝕性介質(zhì),無(wú)強(qiáng)電磁干擾和明顯的振動(dòng)及沖擊。
2.2.2技術(shù)參數(shù)指標(biāo)

表2.1 AN31系列電子負(fù)載規(guī)格表
型號(hào) AN3101 AN3102 AN3103
輸入范圍 輸入電壓 0～60V
輸入電流 0～15A 0～30A 0～60A
輸入功率 0～75W 0～150W 0～300W
定電流 范圍 0～1.5A
1.5A～15A 0～3A
3A～30A 0～6A
6A～60A
分辨率 0.4mA
4mA 0.8mA
8mA 1.6mA
16mA
精度 ±0．2%
定電阻 范圍 0.213Ω～4Ω
4Ω～15KΩ 0.1067Ω～2Ω
2Ω～7.5KΩ 0.0533Ω～1Ω
1Ω～3.75KΩ
分辨率 1.066mΩ
66.66uS 0.533mΩ
0.133mS 0.266mΩ
0.266mS
精度 ±0．2%
定電壓 范圍 0 ～ 60V
分辨率 0.016V
精度 ±0．1%
定功率 范圍 0～75W 0～150W 0～300W
分辨率 0.02W 0.04W 0.08W
精度 ±0．5%
動(dòng)態(tài)負(fù)載 上升/下降率 1-62.5mA/uSec 10mA-0.625A/uSec 2-125mA/uSec 20mA-1.25A/uSec 4-250mA/uSec 40mA-2.5A/uSec
精度 ±10%
上升/下降時(shí)間 50uSec ～ 9.999Sec
短路 短路方式 場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)
短路電阻 0.10Ω 0.05Ω 0.03Ω
最大短路電流 15A 30A 60A
顯示精度 電壓 ±0．1%
電流 ±0．2%
功率 ±0．5%
時(shí)間 ±0．1%
顯示方式 LCD，5位顯示
保護(hù)功能 過(guò)電壓 105%最大輸入電壓
過(guò)電流 105%最大輸入電流
過(guò)功率 105%最大輸入功率
過(guò)溫度 85℃
輸入反極性 具有輸入反極性保護(hù)
輸入輸出接口 RS232/485/GPIB通訊接口
REMOTE控制接口、TRIG輸入輸出接口
Vsense 遠(yuǎn)地電壓檢測(cè)BNC輸入接口（導(dǎo)線壓降補(bǔ)償）
Imonitor 電流監(jiān)測(cè)BNC輸出接口（0～10V，隔離輸出）
體積（W*H*D）
重量

2.3 AN31系列直流電子負(fù)載的功能特性
2.3.1 具備定電流、定電阻、定電壓、定功率四種基本負(fù)載模式。
2.3.2 動(dòng)態(tài)負(fù)載模式
定電流、定電阻、定功率負(fù)載模式時(shí)具有動(dòng)態(tài)負(fù)載方式。動(dòng)態(tài)負(fù)載的上升/下降負(fù)載電流斜率可以獨(dú)立控制，可編程實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)負(fù)載波形控制。AN31系列直流電子負(fù)載采用高頻DDS（直接數(shù)字合成）技術(shù)與DSP（數(shù)字信號(hào)處理）技術(shù)相結(jié)合，可通過(guò)上位機(jī)編程輸出任意波形的動(dòng)態(tài)負(fù)載，出廠時(shí)電子負(fù)載內(nèi)嵌正弦波、三角波、方波、鋸齒波（前沿）、鋸齒波（后沿）五種標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)負(fù)載波形。
2.3.3 負(fù)載短路模式
具有負(fù)載短路模式，可以模擬實(shí)現(xiàn)負(fù)載的短路測(cè)試，具有瞬時(shí)短路電流測(cè)量功能。
2.3.4 具有電壓、電流、功率上下限 GO/NG 智能判別功能。
可以設(shè)置電壓、電流、功率的上下限值，電子負(fù)載根據(jù)設(shè)定值自動(dòng)判斷是否在限值范圍內(nèi)，進(jìn)行GO/NG判別顯示。
2.3.5 遠(yuǎn)地電壓檢測(cè) Vsense BNC 輸入接口
具有遠(yuǎn)地電壓檢測(cè) Vsense BNC 輸入接口，可用于精密的電壓檢測(cè)，消除大電流時(shí)引線壓降引起的電壓測(cè)量誤差。
2.3.6 可程式化負(fù)載啟動(dòng)/停止設(shè)定功能。
可通過(guò)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)靈活多樣的負(fù)載啟動(dòng)/停止控制。
（1）本地按鍵控制。通過(guò)本地按鍵“ON/OFF”啟動(dòng)及停止負(fù)載。
（2）輸入端電壓控制?？梢栽O(shè)置負(fù)載啟動(dòng)電壓和負(fù)載停止電壓，電子負(fù)載根據(jù)輸入端電壓的測(cè)量值自動(dòng)啟動(dòng)/停止負(fù)載。
（3）上電自動(dòng)啟動(dòng)負(fù)載。打開(kāi)電子負(fù)載后，根據(jù)存儲(chǔ)的負(fù)載設(shè)置值，自動(dòng)啟動(dòng)負(fù)載。
（4）時(shí)間控制。根據(jù)設(shè)置的時(shí)間，由電子負(fù)載的計(jì)時(shí)器自動(dòng)控制啟動(dòng)/停止負(fù)載。
（5）REMOTE控制。使用REMOTE接口實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)/停止負(fù)載的控制。
（6）TRIG控制。使用TRIG接口實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)/停止負(fù)載的控制。
（7）RS232/485及GPIB控制。使用RS232/485或GPIB接口實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)/停止負(fù)載的遠(yuǎn)程控制。
2.3.7 主模組具備 150 組記憶功能，從模組具備 50 組記憶功能。
2.3.8 隔離式電流監(jiān)視 BNC 輸出，滿刻度為 10V。
2.3.9 保護(hù)功能齊全，包含過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)功率、過(guò)溫度及反極性輸入保護(hù)。
2.3.10 具有RS-232/485、TRIG、REMOTE 及 GPIB 遠(yuǎn)程控制功能。

第三章 安裝