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演讲人：谢亦峰时间： 10:00:00
演讲人：李唐山时间： 10:00:00
演讲人：杜建中时间： 10:00:00
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直流电子负载测试方法研究
[导读]引言直流电子负载是能吸收直流电能，并将吸收的直流电能耗散、储存或回馈电网的一种电子电路装置，该装置所吸收的电流大小可以调节或设置，其端口输入特性符合欧姆定律。直流电子负载应用量很大，其主要通过模拟实物
直流电子负载是能吸收直流电能，并将吸收的直流电能耗散、储存或回馈电网的一种电子电路装置，该装置所吸收的电流大小可以调节或设置，其端口输入特性符合欧姆定律。直流电子负载应用量很大，其主要通过模拟实物负载和负载波形，既可以实现对电源供应器规格特性的测试，也可作为ATE或ATS系统的组成单元，在线对充电器、蓄电池等的寿命特性及功率电子元器件的参数特性进行测试。直流电子负载的种类型号除了美国AGILENT公司、NHR公司、AMETEK公司、德国H&H、日本菊水、韩国UNICORN的产品外，国内厂家如山东艾诺、北京大华无线电仪器厂、南京亚锐、杭州威博科技、台湾CHROMA、I-TECH、固纬、PRODIGIT(博计)等企业的产品在应用量上也占了相当大的份额。
直流电子负载性能特性的好坏将直接影响工程质量、性能评价、参数分析、设备验收、校准结果以及用户利益，要有针对性能特性的测试方法。但是，目前我国还没有关于直流电子负载测试方法的标准，而普遍依据的测试方法是根据生产厂商的说明书或用户协议进行。因此生产厂商和使用单位以及计量校准单位都意识到：开展直流电子负载测试方法的研究已是当务之急，因此，本项目在深入调研，充分试验论证的基础上，形成了&直流电子负载测试方法标准草案&，其主要工作体现在规范直流电子负载术语、论证直流电子负载参数测试方法两方面。
直流电子负载名词术语
国内外直流电子负载生产厂家较多，种类型号复杂，而我国没有相关的标准对直流电子负载的术语定义、要求、试验方法、检验规则、安全性能等进行规范和统一，产品质量、性能指标差异较大，名称术语均不一致，造成各生产厂家自行其事。
国内外直流电子负载虽然型号种类较多，功能和性能指标方面有所差异，但直流电子负载的特性以及相同模式下的功能特性基本是一致的。例如，定电流模式，不同厂家的内部电路设计可能有所差异，但最终实现不论输入电压是否改变。我们在广泛征求国内外直流电子负载生产商、用户和计量校准单位的意见和建议的基础上，经过专家评审，对与直流电子负载负载特性和参数测量相关的名词术语进行了定义，使其规范统一标准草案中。
标准草案中，名词术语部分主要规范了直流电子负载、定电流模式、定电压模式、定电阻模式、定功率模式、静态负载模式、动态负载模式、加载、卸载以及保护功能等名词术语，并针对这些术语进行了定义，例如，将动态负载模式定义为：直流电子负载输入端口所吸收的电流按所设定或选择的变化规律及特征参数随时间进行变换，此种工作模式称为动态负载模式，以典型的梯形波负载波形为例，其特性如图1所示。其他参数定义不再一一列举。
图1 动态负载模式定义
编制直流电子负载参数测试方法
直流电子负载参数，可以分为静态负载模式和动态负载模式两部分。直流电子负载输入端口所吸收的电流由所设定相关参数确定，并不随时间进行变化，此种工作模式称为静态负载模式。定电流模式(CC mode)、定电压模式(CV mode)、定电阻模式(CR mode)和定功率模式(CP mode)都属于静态负载模式。标准草案分别对静态负载模式和动态负载模式的测试方法进行了详细的介绍，静态参数模式以定电流调整度为例，进行介绍。
定电流调整度测试步骤如下：
(1) 按图2进行连接，设置直流电子负载为定电流模式，选择需要测试的电流量程。
图2 电流测量/设置误差测试连接图
(2) 设置直流稳压电源的电流输出高于定电流模式的电流满量程值，设置电压高于直流电子负载的起始工作电压。
(3) 启动直流稳压电源输出，直流电子负载启动加载。电流测试点按量程从低到高每个量程不少于3个点均匀选取。
(4) 直流电子负载的电流设置值为I1，数字多用表的电压测量值为U，根据公式(1)计算得到流过分流器R的电流值I0，读取直流电子负载的电流测量值I2，根据公式(2)计算得到电流设置误差△I1。
I0=U/R (1)
I:流过分流器R的电流值，单位为安培(A);
U:数字多用表的电压测量值，单位为伏特(V);
R:分流器的数值，单位为欧姆(&O);
△I1=I1-I0 (2)
△I1:直流电子负载的电流设置误差，单位为安培(A);
I1:直流电子负载的电流设置值，单位为安培(A);
根据公式(3)计算得到电流测量误差△I2。
△I2=I2-I0 (3)
△I2:直流电子负载的电流测量误差，单位为安培(A);
I2:直流电子负载的电流测量值，单位为安培(A)
搭建测试平台，验证测试方法
为完成直流电子负载测试方法的研究，利用已有设备搭建了试验验证平台，对测试方法的科学性、合理性及可操作性进行试验验证，图1为搭建的试验验证平台。利用测试平台，对直流电子负载静态负载模式和动态负载模式的测试方法进行了验证。搭建的直流电子负载试验验证平台，能够覆盖直流电压高达到600V，直流电流达到500A，功率最大为30kW，转换速率1A/ms～0.5A/&s，负载波形频率最大10kHz的直流电子负载参数的校准和测试需求。此测试平台的搭建，对前面所论述的直流电子负载不同工作模式下关键参数的测试方法的科学性、通用性和适用性起到试验验证的作用。
3 直流电子负载测试方法验证平台
评定测量不确定度
对测试方法的测试结果进行不确定度分析，也是一项非常重要的工作。标准草案的附件部分，对试验验证平台的测量不确定度进行了分析，以保证利用该测试方法给出的测试结果准确可靠。以定电流模式下测量不确定度评定为例进行说明，覆盖直流电子负载参数有：电流设置误差、电流测量误差和定电流模式调整度
1) 测量方法
采用间接测量法。测量连接图如图2所示，用直流稳压稳流电源输出电流，用数字多用表测量精密分流器R两端电压，计算得到电流实际值。
2) 数学模型
启动直流稳压稳流电源输出，直流电子负载启动加载，直流电子负载的电流设置值为I1，流过分流器R的电流实际值为I0(I0=U/R)，直流电子负载的电流测量值为I2。
电流设置误差△I1=I1-U/R;电流测量误差△I2=I2-U/R
3) 不确定度来源
不确定来源如表1所示。
表1 各不确定度分量一览表(3A测试点)
4) 合成标准不确定度
由于以上各测量结果不确定度分量独立不相关，故测量结果的合成标准不确定度为
5) 扩展不确定度
取k=2，得到扩展不确定度U=k&uc=0.08%
本文结合国防军工电子标准化研究项目&直流电子负载测试方法研究&，提出了直流电子负载测试方法标准草案。草案中，提出了规范的直流电子负载名词术语，在直流电子负载试验验证平台试验验证的基础上，提出了参数的测试方法。
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电池内阻测试仪,直流电阻测试仪,交流电阻测试仪,直流电子负载,可编程直流电源,多路温度测试仪,绝缘电阻测试仪,精密LCR测试仪
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HK3311可编程直流电子负载
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【简单介绍】
HK3311可编程直流电子负载：（0-150V、0-30A、0-150W）提供： 0.1mV,0.01mA的解析度（基电流上升速度2.5A/us）特点：恒流,恒阻,恒压,恒功率,恒流+恒压,恒阻+恒压模式,动态测试及自动测试功能
【详细说明】
&HK3311可编程直流电子负载--主要特点：恒流，恒阻，恒压，恒功率，恒流+恒压，恒阻+恒压六种高速动作模式；过流，过压，过功率，过热，极性反接保护，智能风扇散热系统；电池测试，短路测试，强大自动测试功能；提供动态测试功能，上升下降斜率设定；电路软启动时间设定，可根据设定电压值带载；支持外部出发输入，输出，提供外部电流波形端子；支持远端电压补偿，多个数据存储；可选配：RS232，RS485，USB接口通讯线与PC连接。HK3311可编程直流电子负载--载应用范围：生产线（手机充电器、适配器、电池行业、开关电源、线性电源）、学校、科研机构、汽车电子，航空航天、船舶、太阳能电池、燃料电池等行业。HK3311可编程直流电子负载--技术参数表：型& 号ModelHK3311额定输入Input Rating功率Power150W电流Current0-30A电压Voltage0-150V定电流模式CC Mode量程Range0-3A0-30A分辨率Resolution0.1mA1mA精度Accuracy0.03%+0.05%FS0.03%+0.05%FS定电压模式CV Mode量程Range0.1-19.999V0.1-150V分辨率Resolution1mV10mV精度Accuracy0.03%+0.02%FS0.03%+0.02%FS定电阻模式CR Mode(Voltage and current input value &10% full measument)量程Range0.03&O-10K&O0.03&O-5K&O分辨率Resolution16位16位精度Accuracy0.1%+0.1%FS0.1%+0.1%FS定功率模式CW Mode(Voltage and current input value &10% full measument)量程Range0-150W0-150W分辨率Resolution1mW10mW精度Accuracy0.1%+0.1%FS0.1%+0.1%FS电压测量值V Measurement电压Voltage0-19.999V0-150V分辨率Resolution1mV10mV精度Accuracy0.015%+0.03%FS0.015%+0.03%FS电流测量值I Measurement电流Current0-3A0-30A分辨率Resolution0.01mA0.1mA精度Accuracy0.03%+0.05%FS0.03%+0.08%FS功率测量值W Measurement(Voltage and current input value &10% full measument)功率Watt100W150W分辨率Resolution1mW10mW精度Accuracy0.1%+0.1%FS0.1%+0.1%FS电池测试功能Battery Measurement电池输入Battery Input: 0.5-150V;最大测量值Max. Measurement: Capacity =999AH;分辨率Resolution =0.1mA;&&测试时间Time Range =1S-16H动态测试功能Dynamic Measurement动态编程Transition List:0-5kHZ;&&T1&T2:60uS-999S;精度Accuracy:&15% offset+10%FS电流软启动时间CC soft-startup Time1 mS; 2 mS; 5mS; 10mS; 20 mS; 50 mS; 100 mS; 200 mS &精度Accuracy: U+U 15% offset+10% FS短路功能Short Circuit电流(CC)Current(CC)≒3.3A≒33A电压(CV)Voltage(CV)&0V电阻(CR)Resistance(CR)≒55m&O温度Temperature工作Operating0～40℃储存Nonoperating&10℃～70℃尺寸DimensionW*H*D(mm)214*108*365重量WeightKg3.5&点击型号查看详细资料：（150W到200KW）型号HK3310HK3311HK3312HK3312BHK3312CHK3312B30功率150W150W300W300W300W300W电流0-30A0-30A0-30A0-15A0-60A0-30A电压0-150V0-150V0-150V0-500V0-150V0-500V型号HK3313HK3313BHK3314HK3314BHK3315HK3315B功率600W600W1200W1200W1800W1800W电流0-120A0-30A0-240A0-60A0-240A0-120A电压0-150V0-500V0-150V0-500V0-150V0-500V型号HK3316HK3316BHK3316EHK3317HK3317BHK3317C功率2400W2400W3000W3600W3600W3600W电流0-240A0-120A0-480A0-240A0-120A0-480A电压0-150V0-500V0-150V0-150V0-500V0-150V型号HK3318HK3318BHK3318DHK3318EHK3318FHK3334功率6000W6000W6000W6000W6000W10KW电流0-240A0-120A0-240A0-120A0-480A0-500A电压0-150V0-500V0-500V0-600V0-150V0-150V型号HK3335HK3335BHK3336HK3336BHK3337HK3337B功率15KW15KW20KW20KW35KW35KW电流0-500A0-240A0-500A0-240A0-500A0-240A电压0-150V0-500V0-150V0-500V0-150V0-500V型号HK3338HK3338BHK3339HK3339BHK3340HK3340B功率50KW50KW100KW100KW200KW200KW电流0-500A0-240A0-500A0-240A0-1500A0-500A电压0-150V0-500V0-150V0-500V0-150V0-500V&&
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台湾艾德克斯IT8512可编程直流电子负载
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品牌/型号：台湾艾德克斯 类型：数字式电流测量仪表测量范围：300（A）A准确度：0.1mA功率：300（W）W电源电压：220（V）V外形尺寸：214.5 * 88.2 * 354.6（mm）mm
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全部 产品 下载资料 技术文章 新闻 行业文章
引领电子负载进入高清显示新时代ZEL6000 系列直流可编程电子负载采用高速高精度设计架构，提供0.1mV/0.1mA 的分辨率，其良好的稳定性及精心的设计，并配合了功能强大的上位机软件，相比同类产品，具有更高的性价比，是电源测试的最佳选择。了解详细参数>ZEL6000 系列直流可编程电子负载详细参数表基本技术参数：型号ZEL6011ZEL6021额定值(0~40℃)输入电压0~150V0~150V输入电流0~3A0~30A0~3A0~30A输入功率150W300W最小电压0.11V at 3A1.1V at 30A0.11V at 3A1.1V at 30A定电压模式CV量程0.1~18V0.1~150V0.1~18V0.1~150V分辨率1mV10mV1mV10mV精度±(0.05%+0.02%FS)±(0.05%+0.025%FS)±(0.05%+0.02%FS)±(0.05%+0.025%FS)定电流模式CC量程0~3A0~30A0~3A0~30A分辨率0.1mA1mA0.1mA1mA精度±(0.05%+0.05%FS)±(0.05%+0.05%FS)定电阻模式CR①量程0.05~99.999Ω~999.99Ω~7500.0Ω0.05~99.999Ω~999.99Ω~7500.0Ω分辨率0.001Ω0.01Ω0.1Ω0.001Ω0.01Ω0.1Ω精度±(0.1%+0.1%FS)±(0.1%+0.1%FS)定功率模式CW②量程0~150W0~300W分辨率10mW10mW精度±(0.1%+0.1%FS)±(0.1%+0.1%FS)动态模式(CC模式)T1&T220uS~3600s20uS~3600s精度2uS±100ppm2uS±100ppm上升/下降斜率 ③0.A/us0.001~1.5A/us0.A/us0.001~1.5A/us最小上升时间 ④10us10us测量范围电压回读值量程0~18V0~150V0~18V0~150V分辨率0.1mV1mV0.1mV1mV精度±(0.025%+0.025%FS)±(0.025%+0.025%FS)电流回读值量程0~3A0~30A0~3A0~30A分辨率0.1mA1mA0.1mA1mA精度±(0.05%+0.05%FS)±(0.05%+0.05%FS)功率回读值量程0~150W0~300W分辨率10mW10mW精度±(0.1%+0.1%FS)±(0.1%+0.1%FS)保护范围过功率保护OPP160W320W过电流保护OCP3.3A33A3.3A33A过电压保护OVP155V155V过温度保护OTP85℃85℃规格短路电流（CC）3.3/3A33/30A3.3/3A33/30A电压（CV）0V0V0V0V电阻（CR）35mΩ35mΩ35mΩ35mΩ输入阻抗150KΩ150KΩ尺寸214.6mm*88.2mm*355.2mm214.6mm*88.2mm*355.2mm注：① 电压/电流输入值不小于10%FS（FS为满量程）。② 电压/电流输入值不小于10%FS。③ 上升/下降斜率：为0到最大电流时，10%~90%电流的上升斜率。④ 最小上升时间：为10%~90%电流上升时间。补充参数：项目最小值典型值最大值单位内存容量—100—组建议校准频率—1—次/年触发端子出入低电平-0.500.8V高电平2.73.312V交流电输入110V档100110120V50Hz/60Hz220V档200220240V输入额定功率——30VA电流监控（I_Monitor）转换率—0.2—V/A电流监控（I_Monitor）误差—0.53%操作环境温度0—40℃存储环境温度-20—70℃操作环境湿度——80%型号电压电流功率分辨率精度接口尺寸ZEL6011150V30A150W0.1 mA±(0.05% + 0.05%FS)RS2322U0.1 mV±(0.025% + 0.025%FS)ZEL6021150V30A300W0.1 mA±(0.05% + 0.05%FS)RS2322U0.1 mV±(0.025% + 0.025%FS)高清 VFD 点阵显示ZEL6000 系列电子负载创新性地使用了自发光、宽视角、高亮度的VFD 点阵显示，保证了整个温度范围内都可清晰稳定显示。所有温度范围内都能保证稳定工作VFD高清VFD点阵显示，解决了米字型点阵显示容易误读的问题。电压测量分辨率0.1mV 电流0.1mAZEL6000 系列电子负载采用高速/ 高精度ADC 和DAC，电压电流同步采样，使0.1mV / 0.1mA 的高分辨率更加可信，能够保证绝大多数电源的测试需求。0.1mV电压测量精度0.1mA电流测量精度四种基本操作模式ZEL6000 系列电子负载提供丰富的CV、CC、CR、CW功能，能够帮助用户方便快捷地进行相关的参数测试。
动态测试，有效速率高达10KHzZEL6000 系列电子负载真实动态测试速率达到10KHz，且提供连续、脉冲、翻转3 种控制模式，频率/ 占空比线性可调，触发方式可选。配合恒流上升下降斜率控制，可以方便的实现不同频率、不同占空比的方波、三角波、梯形波。列表测试功能ZEL6000系列电子负载波形模拟的时间细度高达50us，可以模拟5KHz以下的任意波形，支持7个List文件，每个文件可编辑84步，每一步不仅可以设置带载时间，还可以对边沿进行编辑，满足大多数波形模拟的场合。自动测试功能ZEL6000系列电子负载提供10个测试文件，每个文件10组测试数据，各个文件之间可以任意连接，每一步都可以方便的查看编辑，使得编程不会过于复杂，又极大的方便了生产测试。电池放电测试功能ZEL6000系列电子负载提供10个测试文件，可编程放电电流，停止放电条件有：放电时间、放电电量、最低电压。只要有一个条件满足，即可停止放电，实时显示放电时间和放电电量。放电时间放电电量OCP、OPP 测试功能ZEL6000 系列电子负载提供OCP 和OPP 测试功能，可以直接帮助用户测得过电流点和过功率点，并帮助用户判定产品PASS/FAIL。定电压带载/ 卸载功能ZEL6000 系列电子负载的定电压带载功能，自动检测电压，当电压上升/ 下降到设定电压时，负载可自动带载/ 卸载，确保了待测源正常工作，也极大的方便了这一类电源的测试。电压上升/ 下降时间测量ZEL6000 系列电子负载提供了电压上升/ 下降时间测量功能，用户设置电压V1、V2。负载可自动测量出待测电源从V1上升/ 下降到V2 的时间，时间精确到0.1ms。软件保护功能硬件功率保护ZEL6000 系列电子负载具有反压、过压、过流、过功率、过温5 大保护措施，全方位保护负载和待测电源。上位机控制功能强大的上位机软件，人性化设计, 简单易用，稳定可靠。上位机软件可完成各种复杂的电源测试，支持电压、电流、电阻、功率的实时显示，以趋势图的形式显示电压、电流。趋势图功能强大，支持拖动缩放，方便在电脑上操作电子负载，让电子负载更加智能化。ZEL6011标配件序号名称数量单 位1ZEL60111 台2用户使用手册1 本3国标电源线1
条4 合格证1张5校准报告1张ZEL6021标配件序号名称数量单 位1ZEL60211 台2用户使用手册1 本3国标电源线1
条4 合格证1张5校准报告1张
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