電路對直流軌道線路噪聲的敏感程度如何？如何測試逆變器的最大功率點跟蹤性能？如何使用儀器來滿足電動汽車的動態測試要求？這些是工程師在開發測試例程以驗證產品性能時所面臨的一些挑戰。
EA Elektro-Automatik 提供了最佳解決方案，將函數發生器內置于電源或負載。這樣就不必擔心低功率信號發生器受大功率源的影響。事實上，由于 EA 函數發生器是固件，沒有低功率硬件需要保護。函數發生器可以生成正弦波、三角波、矩形波、斜波以及自定義波形。我們可以使用這些波形：
·通過將 60 (50) Hz 信號（和諧波）加到表示直流軌道線路的直流電壓上，測試電路對電源線噪聲抗擾度的敏感度
·測試電路對不同電壓軌斜升率的響應
·確定電路保持供電的軌道電壓范圍
·模擬電壓峰值，以測試電路對電壓瞬變的保護水平
·測試電路對 kHz 自定義噪聲信號的敏感度，該噪聲信號表示開關電源的輸出。
這只是其中一些示例，表明直流電源的內置任意波形發生器有助于工程師對電路或產品進行更全面的測試，提高產品可靠性。
除此，EA 內置函數發生器能夠創建 I-V 曲線來模擬太陽能電池組件、動力電池和燃料電池等設備。
1. 模擬太陽能電池板(陣列)，進行逆變器測試
讓我們模擬一個太陽能電池板。我們需要為太陽能電池板創建 I-V 曲線。首先，我們一起回顧一下太陽能電池是如何工作的，這樣就能理解函數發生器可用于確定太陽能電池板具有哪些性能。太陽能電池模型包括一個表示由太陽光產生電流的電流源，一個由二極管表示的 p-n 結，以及與 p-n 結串聯或并聯的電阻。光子撞擊 p-n 結中的電子，提供足夠的能量使電子器件躍遷到導帶。形成的電場打開二極管，電流流向太陽能電池的輸出端。圖 2 顯示太陽能電池的簡單模型。
圖 2. 太陽能電池電路模型
串聯電阻和并聯電阻表示太陽能電池的損耗。串聯電阻表示太陽能電池半導體材料的電阻及其金屬觸點的電阻；并聯電阻表示由通過 p-n 結的漏電流定義的絕緣耐壓電阻。具有較低的串聯電阻和較高的并聯電阻可以提高太陽能電池的效率。
基于此模型，太陽能電池具有如圖 3 中紅色曲線所示的 I-V 特性。p-n 結呈現反向二極管特性。定義曲線的關鍵參數是太陽能電池的短路電流、ISC、其開路電壓、VOC 以及太陽能電池輸出功率最高點，即最大功率點 MPP。ISC 和 VOC 是太陽能電池能夠產生的最大電流和電壓。VMP 和 IMP（如圖 3 藍色曲線所示），表示太陽能電池所能產生的最大功率輸出的 I-V 參數。在其 MPP 下操作太陽能電池可確保太陽能電池的最大性能，是目標操作點。
圖 3.太陽能電池的 I-V 特性（紅色曲線）和功率輸出（藍色曲線）
EA Elektro-Automatik 設備（例如 PSB 雙向直流電源）的內置函數發生器，可以輕松創建太陽能電池 I-V 曲線。函數發生器需要四個參數：開路電壓、短路電流、最大功率點電流和電壓。圖 4 顯示將創建 I-V 曲線的設置屏幕。
圖 4.太陽能電池模式的函數發生器設置屏幕
測試工程師可以使用模擬的太陽能電池來測試光伏逆變器，以及對太陽能電池或太陽能電池板的最大功率點的跟蹤情況（MPPT)。函數發生器能夠按照 EN 50530《并網光伏逆變器的整體效率》標準測試逆變器的效率。EN 50530 測試模式可確定逆變器對最大功率點變化的響應。此外，測試模式下，可通過輸入改變太陽能電池板上的輻照度及其表面溫度---這兩個參數都會影響太陽能電池的輸出。
使用 64 臺PSB 30 kW 電源的測試臺架，工程師可以模擬 1.92 MW 的太陽能發電場。對用于配電應用的太陽能逆變器進行完整測試。
2. 模擬電池以測試電池供電系統和充電性能
函數發生器的 XY 發生器的第二個應用示例是電池模擬。圖 5 顯示一個簡單的電池模型。該模型中，理想電壓源表示電池的開路電壓，內阻表示電池中的電化學電阻和電子電阻。隨著負載電流的增加，電池的輸出電壓由于內阻壓降的增加而下降。測試工程師可以確定負載（例如電動汽車電機）在電機增加電流消耗時如何響應電池電壓下降。
圖 5. 使用理想電壓源和內部電阻的電池簡化模型
通過ELR 電子負載的函數發生器，可以模擬電池的充電測試。負載可以確定充電器為電池快速充電提供高電流輸出的能力。此外，模擬的電池負載可以測試充電在達到 100% 充電時安全涓流充電的能力。
EA 電源和負載中的內置函數發生器使測試工程師能夠靈活的在各種條件下更全面地測試產品。內置發生器消除了低功率信號發生器與大功率設備組合的復雜性，避免了潛在的安全隱患。
關于EA
EA Elektro-Automatik集團是歐洲領先的實驗室和工業用功率電子產品制造商。公司總部位于德國北萊茵—威斯特法倫州工業中心，致力于研究、開發和制造實驗室電源、工業用大功率電源系統及能量回饋型電子負載等高科技設備，并提供硬件+軟件的完整解決方案。產品具有廣泛的應用場景，如傳統動力電池、燃料電池、可再生能源、電動汽車、軌道交通技術、航天技術、自動化測試系統、船舶與海洋工程、工藝和流程控制等。
