Keysight N3302A là mô-đun tải điện tử DC 150 W, nhận tới 60 V và 30 A, cắm vào một khe của khung N3300A hoặc N3301A. Ba con số này không đạt được cùng lúc: ở 60 V mô-đun chỉ hấp thụ được 2,5 A. Bài này đi thẳng vào thực hành: tính vùng làm việc cho từng loại DUT, chọn dải đo để giữ sai số nhỏ, rồi dựng ba bài thử cụ thể cho bộ chuyển đổi DC-DC, nguồn adapter và pin. Mọi thông số lấy từ data sheet 5980-0232 của dòng N3300 và trang sản phẩm Keysight.
Keysight N3302A trong hệ tải mô-đun N3300
Dòng N3300 gồm hai khung và sáu mô-đun. Khung N3300A rộng toàn rack, có 6 khe; khung N3301A rộng nửa rack, có 2 khe. N3302A chiếm một khe, là mô-đun có công suất nhỏ nhất dòng. Một khung N3300A chứa tới sáu kênh N3302A độc lập. Theo trang sản phẩm Keysight, N3302A vẫn đang được bán, không có thông báo ngừng sản xuất.
Bài tổng quan về khung và cách chia khe cho cả sáu mô-đun đã có trong hướng dẫn ứng dụng khung N3300A. Bài này chỉ tập trung vào N3302A.
N3302A thông số cần nhớ khi dựng bài đo
Data sheet chia mỗi chế độ thành hai dải. Chọn đúng dải là cách đơn giản nhất để giảm sai số, vì phần sai số cố định (offset) của dải thấp chỉ bằng khoảng một nửa hoặc ít hơn.
| Chế độ | Dải thấp | Dải cao |
|---|---|---|
| CC – dòng không đổi | 3 A; sai số 0,1% + 5 mA; phân giải 0,05 mA | 30 A; sai số 0,1% + 10 mA; phân giải 0,5 mA |
| CV – áp không đổi | 6 V; sai số 0,1% + 3 mV; phân giải 0,1 mV | 60 V; sai số 0,1% + 8 mV; phân giải 1 mV |
| Đo dòng | 0,05% + 3 mA | 0,05% + 6 mA |
| Đo áp | 0,05% + 3 mV | 0,05% + 8 mV |
Chế độ CR có bốn dải: 0,067–4 Ω, 3,6–40 Ω, 36–400 Ω và 360–2000 Ω. Mỗi dải chỉ đạt thông số khi dòng lớn hơn một ngưỡng: trên 10% dòng định mức cho dải 1, trên 1% cho dải 2, trên 0,1% cho dải 3 và trên 0,01% cho dải 4. Đo công suất có sai số 0,1% + 0,5 W. Lưu ý: sai số đo dòng một chiều chỉ áp dụng sau khi dòng đã chạy 30 giây, với phép đo mặc định 1000 mẫu (20 ms).
Tính vùng làm việc: 150 W không có nghĩa là 60 V × 30 A
60 V nhân 30 A là 1800 W, gấp mười hai lần định mức. Cách tính nhanh: dòng tối đa ở một điện áp bằng 150 W chia cho điện áp đó, nhưng không vượt 30 A.
- Ngõ ra 5 V: 150 / 5 = 30 A, đúng bằng dòng định mức. Đây là điểm N3302A dùng hết cả dòng lẫn công suất.
- Ngõ ra 12 V: tối đa 12,5 A.
- Ngõ ra 24 V: tối đa 6,25 A.
- Ngõ ra 48 V: tối đa 3,125 A.
- Ở 60 V: tối đa 2,5 A.
Thêm hai giới hạn nữa. Thứ nhất, công suất liên tục giảm tuyến tính từ 100% ở 40 °C xuống 75% ở 55 °C, nên trong tủ rack nóng 55 °C, N3302A chỉ còn chắc chắn 112,5 W. Thứ hai, dòng tối đa chỉ được bảo đảm từ 2,0 V trở lên: ở 1,0 V còn 15 A, ở 0,5 V còn 7,5 A và về 0 A tại 0 V. Data sheet ghi thêm rằng trong điều kiện bình thường, mô-đun thường vẫn hấp thụ đủ 30 A xuống tới khoảng 1,2 V. Phân tích sâu hơn về đường bao này có trong bài chọn tải điện tử DC theo đường bao hoạt động.
Kết luận thực tế: N3302A hợp với ngõ ra điện áp thấp, dòng vừa, như rail 3,3 V, 5 V, 12 V của bộ nguồn và bộ chuyển đổi DC-DC. Nếu DUT là nguồn 48 V dòng lớn, hãy nhìn sang mô-đun khác trong dòng, hoặc ghép song song nhiều mô-đun như data sheet cho phép.
Bài thử 1: bộ chuyển đổi DC-DC 12 V xuống 5 V
Mục tiêu: đo độ ổn định tải và hiệu suất ở ngõ ra 5 V, dòng định mức 10 A.
- Nối dây tải cỡ lớn, càng ngắn càng tốt. Nối dây sense tại chân ngõ ra của DUT; data sheet cho phép chênh tối đa 5 V DC giữa sense và cực tải.
- Chọn chế độ CC, dải 30 A (10 A vượt dải thấp 3 A). Chọn dải đo áp 6 V để có sai số 0,1% + 3 mV thay vì 8 mV.
- Nạp danh sách List gồm các bước 10%, 25%, 50%, 75%, 100% dòng định mức. Mỗi bước dừng từ 0 đến 10 s, phân giải 1 ms; chuỗi chạy độc lập với máy tính.
- Tại mỗi bước, đợi ổn định rồi đọc áp, dòng và công suất từ chính mô-đun. Hiệu suất bằng công suất tải chia công suất vào đo ở phía nguồn cấp.
- Kiểm tra bảo vệ quá dòng: dùng trạng thái ngắn mạch lập trình (tối đa 66 mΩ) thay vì rơ-le ngoài, rồi quan sát DUT có tự ngắt hay chuyển sang chế độ hiccup.
Bài thử 2: đáp ứng quá độ tải
Bộ phát quá độ tích hợp chạy từ 0,25 Hz đến 10 kHz, độ rộng xung từ 50 µs đến 4 s. Đặt CC nhảy giữa 50% và 100% tải, đặt tốc độ thay đổi dòng theo tải thật cần mô phỏng. Ở dải dòng, tốc độ lập trình tối đa là 2,5 MA/s (tức 2,5 A/µs) khi điện áp từ 3 V trở lên.
Chú ý với rail thấp: dưới 3 V, băng thông giảm mười lần và tốc độ tối đa chỉ còn 250 kA/s. Với rail 1,8 V hay 2,5 V, chuỗi xung nhanh có thể không kịp đạt mức trên. Hãy kiểm tra dạng dòng qua cổng giám sát analog trước khi đọc kết quả. Dùng ngõ ra trigger số để kích máy hiện sóng đo độ sụt áp và thời gian hồi phục.
Bài thử 3: xả pin và thử adapter bằng CR, CV
Xả pin. Pin 12 V xả ở 5 A tiêu tán khoảng 60 W, nằm gọn trong đường 150 W. Dùng CC dải 30 A. Vì dòng giảm dần dưới 2,0 V, N3302A không hợp để xả một cell về 0 V, nhưng hoàn toàn phù hợp với các điện áp cắt thông thường của pin nhiều cell.
Adapter và nguồn khởi động. Chế độ CR mô phỏng phụ tải thuần trở, hữu ích khi thử hành vi khởi động. Ví dụ, adapter 19 V cần thử ở 5 A tương ứng 3,8 Ω, nằm trong dải CR thứ nhất (0,067–4 Ω).
Bộ sạc. Chuyển sang CV, đặt điện áp tăng dần theo các bước List để mô phỏng pin đang sạc, ghi dòng sạc ở từng bước. Chi tiết khi nào dùng CC, CV hay CR có trong bài bốn chế độ của tải điện tử DC; lưu ý N3302A không có chế độ công suất không đổi (CP).
Đưa tải điện tử DC Keysight vào trạm thử tự động
Khung cung cấp GPIB và RS-232, lệnh SCPI. Thời gian xử lý trung bình 3 ms với lệnh rời, 1 ms với lệnh trong List. Mỗi mô-đun có cổng lập trình và giám sát analog 0–10 V, băng thông lập trình analog 10 kHz, cùng ngõ vào và ngõ ra trigger số. Nhiễu và gợn của N3302A (20 Hz – 10 MHz) là 2 mA rms, 20 mA đỉnh-đỉnh và 5 mV rms; nên tính phần này vào khi đo gợn của DUT.
N3302A giá và tư vấn cấu hình
N3302A giá phụ thuộc cấu hình khung, số mô-đun và tùy chọn đầu nối, nên vui lòng liên hệ báo giá. Gửi kèm danh sách ngõ ra cần thử để kỹ sư đề xuất tổ hợp mô-đun. Xem thông tin trên trang mô-đun tải điện tử DC Keysight N3302A, hoặc yêu cầu báo giá N3302A trực tiếp. Danh mục đầy đủ có tại trang thiết bị đo Keysight.
Techmaster Electronics là đại lý ủy quyền Keysight tại Việt Nam, có phòng hiệu chuẩn ISO/IEC 17025, hỗ trợ cấu hình và hiệu chuẩn định kỳ cho tải điện tử Keysight N3302A.
