标签: 交流源和分析仪

最近有用户问我 ， 能否使用安捷伦的可编程交流电源来确定其输出端所连负载是电容性负载还是电感性负载。 Agilent 6811B 、 6812B 和 6813B 交流电源和分析仪都能进行多种不同测量，其中一部分测量功能可用于测量和计算所连接负载的阻抗。要确定阻抗，最简单的办法是测量输入的交流正弦波电压和电流的阻抗及相位。安捷伦交流电源可测量高达 50 次的电压和电流中的谐波，包括幅度和相位。根据这些测量结果，您可以计算出交流电源输出端所连负载（ R 、 L 或 C ）的阻抗。 下面我们通过一些试验样品，为您演示这些测量。首先使用一个大约 49 Ω 的大功率电阻器进行测试，输入大约 20Vac 、 1000Hz （ 0 相位）的正弦波，并使用内置测量功能进行测量，测得电流大约为 0.4Aac ，相位（角）非常靠近 0° （实际测量结果约为 -0.071° ）。当然，电压与电流之间的相位差为 0° 表明正弦波是同相的，负载是纯阻性的，与预期的相同。参见图 1 。   接下来使用电感器进行测试。将电感器连接到交流电源的输出端 ， 再次用交流电源施加大约 20 Vac 、 1000 Hz 的波形 ， 然后使用内置测量功能进行测量 ， 测得电流约为 0.129 Aac ， 相位为 -88.66 度。相位测量结果接近 -90 度，表明交流电源连接的负载是电感器，计算得出的幅度大约为 25mH ，与使用安捷伦 LCR 表测得的数据一致。电源线、夹具引线和电感导线上存在的串联电阻，导致了 -88.66° 的 理想相位，而不是 -90° 理想相位。根据交流电源测量结果计算得出的 R 为大约 3.6 Ω ，结果与 LCR 表的结果一样。参见图 2 。   最后 ， 我将电容器连接到交流电源输出端 ， 并施加大约 10 Vac 、 1000 Hz 的电压。交流电源测量系统显示电压测量结果为 0.633 Aac ，相位角为 87.47° ，表明连接其输出端的是电容器。根据这些测量结果，可以计算出电容和串联电阻（ C = 9.88 uF ， R = 0.711 Ω ），与 LCR 表的测量结果一致。参见图 3 。   因此您可以看到 ， 在安捷伦 6810 系列的交流电源和分析仪中内置了适合的测量功能后 ，就能够 验证交流电源输出端所连接器件的 LCR 阻抗特性。这些高性能产品不仅可以轻松进行此类测量，还可轻松生成各种交流输出激励波形。

   在 AC/DC 电源适配器等交流用电设备中， 浪涌电流是必须测量的技术指标。交流浪涌电流的表征要远比直流电流复杂。 这篇文章中，我来介绍一下利用 Agilent 6800 系交流源和分析仪测量浪涌电流的最简便方法。    由于在用电器内部， 例如 AC/DC 电源适配器， 有很多电容器件， 在设备打开或上电的一瞬间，相当于短路，如果这时电压正通过零点，或处于零点附近，浪涌电流等于零，或很小。但如果电压此处正处于高位，即接近或等于 90 度，就可能产生一个非常大的浪涌电流，可达到正常工作电流的几十倍，甚至上百倍。这种现象我们在生活中也会经常遇到，例如，当我们把笔记本电脑的电源适配器插入供电插座的一瞬间，往往能看到放电打火的现象。    对于很多用电器来讲，例如充电器和电脑适配器，表征交流浪涌电流是非常重要的。这不仅作为一项重要的产品技术指标， 也可以帮助我们了解一些设计中的深层次问题，例如选用元器件指标的冗余度，是否会对电网或其它供电线路产生过多的干扰，或者帮助我们选择合适的保险丝。     但要准确表征这个浪涌电流，是一件非常具有挑战的事情。 这是因为在测试过程中，首先 必须严格控制电压启动时的相位，并同步示波器或数字化仪来同时测量输出电压和峰值电流。 最大的浪涌电流会产生在接近电压周期的峰值处， 即 90 度，并且被测件的 AC 输入电容在启动时也已经完全放电。因此，在设计验证过程中，测量往往从约 40 ° - 90 °的电压启动相位进行递增测试（见图 1 ），这就需要电源本身具有相位触发的能力，以确保电压到达指定的相位后，能送出一个触发条件，迅速打开输出，并让数字化仪进行采样； 而且， 需要在下一个测试前，让被测件的 AC 输入电容在测试之间放电。   传统的测量方法，会选用具有可编程相位能力和输出触发端口的 AC 源、 数字示波器和电流探头。安捷伦提供的是一个整体的测试方案，就是使用具备分析功能的 Agilent 6800 系列交流源和分析仪 ( 图 2) 。     这个仪器有内置的波形产生、电流波形数字化、峰电流测量和同步能力，使您能执行浪涌电流表征，而不需要连接和同步多台其它的设备。在这台仪器的前面板上，有一个 Inrush Current 测量按键， 可以设置电压和相位。如果需要获得相关的测试波形，可以用免费的软件。图 3 就是设置软件界面和测试结果。   这个系列的电源一个有 3 个型号，分别是 375VA ， 750VA 和 1500VA 。 前两种的最大的浪涌电流可以测到 40A ； 而 1500VA 的 6813B ， 最大浪涌电流可高达 80A 。 了解详细信息，可访问： www.agilent.com.cn/find/acsource