双向直流电源在脉冲电流测试中,需要将脉冲宽度、周期、幅值三个参数配合起来。参数设定不正确,会直接测试数据。下面内容来自实际设备操作经验。
一、脉冲宽度设置
脉冲宽度指单个脉冲电流持续的时间。双向直流电源在设定脉冲宽度时,要观察被测负载的性质。对于阻性负载,电流上升时间短,脉冲宽度可以设置得较窄。对于感性负载,电感会阻碍电流变化,脉冲宽度要适当放宽,等待电流达到设定值。
脉冲宽度的单位通常为微秒或毫秒。常见设置范围可以按下面的表格选取。
| 负载类型 | 脉冲宽度范围 | 说明 |
| 阻性负载 | 10μs ~ 1ms | 适合快速发热或短时电流冲击 |
| 感性负载 | 1ms ~ 100ms | 需要等待电流上升稳定 |
| 容性负载 | 100μs ~ 5ms | 关注充电电流尖峰 |
设置脉冲宽度时还要考虑电源输出端的寄生参数。如果脉冲宽度过窄,电流波形还没上升到位就关断,测试结果会偏低。脉冲宽度过宽,会导致有效值过大,发热严重。
二、周期参数配合
周期是一个脉冲起点到下一个脉冲起点的时间间隔。周期决定占空比。占空比等于脉冲宽度除以周期。在双向直流电源的测试中,周期需要根据散热能力和被测设备响应时间来设定。
如果被测设备内部存在热积累,周期不能太短,否则热量来不及散发。动态响应测试时,周期要尽量随机或留出间隔,避免固定谐波。
周期与脉冲宽度、占空比的关系如下表所列。
| 占空比 | 脉冲宽度 | 设置周期 | 适用情形 |
| 10% | 1ms | 10ms | 低发热长时间测试 |
| 30% | 1ms | 3.3ms | 常规应力测试 |
| 50% | 1ms | 2ms | 需较大有效电流 |
需要注意,周期数值不是固定的。双向直流电源在脉冲周期设定上有时支持内部触发和外部触发。外部触发时周期由外部信号决定,内部触发时周期由本机参数决定。测试人员应该根据实际试验环境选择。
三、幅值调节方法
幅值是脉冲电流的峰值大小。设置幅值应参考被测设备的额定电流或者目标冲击电流。不能直接一次设置到幅值上限。双向直流电源在测试时应采用步进抬升的方法。
例如先设定额定值的10%试运行,观察电流波形是否平直。确认正常后,再按10%的梯度往上调节。若中途出现过流保护或电压跌落,应立即停止并检查连接电缆和负载阻抗。
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下表列出幅值设置的参考路线。
| 测试阶段 | 幅值设定比例 | 观察项目 |
| 初始 | 10% | 电流上升沿和有无振荡 |
| 调整 | 30%~60% | 脉冲平顶段幅值波动 |
| 满载 | 80%~100% | 温升和保护特点 |
幅值设置还受电源的电压限制。双向直流电源输出电压调整范围有限,输出电流幅值会根据负载阻抗变化。因此设置前要计算负载在设定幅值下所需的电压下限。如果电压上限不够,则需要降低幅值或更换负载。
四、参数联动调整
脉冲宽度、周期、幅值不能单独脱离其他两个参数来设置。三者通过平均电流和有效值相互关联。平均电流负载的温升,有效值导线的发热和连接器的容量。双向直流电源在脉冲测试中的常见应用包括电机驱动、电池内阻测试和电子负载模拟。
电机驱动测试时,电机绕组为感性,脉冲宽度要宽一些,周期要贴近实际运行频率,幅值按堵转或启动电流设置。电池内阻测试时,脉冲宽度往往取毫秒级,周期取秒级,幅值设置为电池容量的1C倍率左右。
不一样的测试目的下的参数倾向可以看下面表格。
| 测试目的 | 脉冲宽度 | 周期 | 幅值 |
| 温升测试 | 较宽 | 较长 | 适中 |
| 动态响应 | 窄 | 可调 | 阶跃变化 |
| 保护特性 | 短 | 短 | 从高到低 |
实际调节时,应该先定幅值,再定脉冲宽度,最后根据平均功率调整周期。如果周期和幅值不适合,可以在电源面板上直接修改数值,但需要保持波形不畸变。
五、设备操作注意事项
使用双向直流电源做脉冲电流测试前,需要检查电源的过流保护和短路保护。山东运电气有限公司的双向直流电源在脉冲模式时,保护门限和脉宽限制可以提前设定。设置界面里可以直接输入脉冲宽度、周期和幅值,操作步骤比较直观。
接线端子要拧紧,避免接触电阻造成脉冲电压跌落。测试回路中的电流探头要带宽足够,否则测出的脉冲前沿被滤掉。双向直流电源的远端补偿功能在脉冲测试中应开启,降低电缆压降对幅值的。
实际价格通过电话沟通确定,这里不标出具体卖价。设备价格与所选功率档位、脉冲最小宽度以及回路数量有关。如果需要脉冲宽度小于10μs的规格,应该联系厂家确认响应速度。
测试中若发现脉冲波形呈指数下降,说明负载侧可能饱和或者直流电源输出电容容量不足。此时调低幅值或者放宽脉冲宽度。若波形出现振铃,要检查地线端和负载共地是否可靠。

注意安全操作。脉冲电流虽然时间短,但幅值可能很高。测试时不要用手触碰输出端。用示波器观察波形时必须采用差分探头,并保持隔离。
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