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静态电流测量系统

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静态电流测量系统的设计目的是便于在面包板测试和 LabCar 应用中精确测量 ECU 等汽车控制单元的待机和工作电流。 这种面包板测试可在实验室条件下模拟汽车电子设备的互连网络,从而对电气配置、软件行为和功耗指标进行动态测试,如同在受控环境中对原型车进行测试一样。

静态与宽范围电流测量

静态电流是指汽车电子产品在休眠或待机状态下消耗的最小电流。 这些电流对于评估电子元件在非激活状态下的能效非常重要。 然而,只有同时测量电子设备在工作时所需的较大电流,才能全面评估电子设备的性能。 这就是大范围电流测量不可或缺的地方。

宽量程电流测量可测量静态时的毫微微安培电流到完全工作时的安培电流,可提供对多个关键领域至关重要的全面视图:

  • 精确的电源管理:它能够详细监控和管理汽车电子设备如何在低功率和高功率状态之间转换。 这种精确性对于优化电池寿命和设计高能效系统至关重要,尤其是在电动汽车中,电源管理直接影响到续航里程和性能。
  • 增强设计和测试:精确的全频电流测量有助于工程师改进电子元件,在不超出功率规格的情况下满足运行需求。 这可确保元件在任何条件下都能可靠运行,从而提高车辆的安全性和功能性。
  • 合规性和可持续性:随着汽车标准不断发展,强调更低的排放和更高的效率,能够测量和验证组件在所有状态下的能耗,可确保合规性,并有助于实现更小的环境足迹。
  • 汽车电子产品的创新:了解静态电流和工作电流可促进创新,因为工程师可以探索减少待机功耗和加强整体能源管理的新方法。 这将带来更智能、更互联、更节能的汽车解决方案。

宽范围电流测量的工作原理

宽范围电流测量(也称为静态电流测量,特指频谱的低端)对于评估汽车电子设备在休眠或待机状态下消耗的最小电流以及在活动操作期间消耗的较大电流至关重要。 从纳安培到安培的双重测量能力对于全面评估电子设备在所有工作条件下的行为至关重要。

  • 系统设置:精确的校准和严格的环境调节可确保测量仪器经过微调,以准确捕捉整个电流频谱,尤其是静态电流。
  • 动态范围处理:该系统采用了先进的自动量程技术,能够适应汽车电子产品在各种状态下表现出的显著不同的电流水平–从电流极低的静态模式到需要强大电流的活动模式。 这种自适应能力可确保在整个频谱范围内实现精确、无缝的测量转换,而无需人工干预。
  • 实时监控:连续、实时的数据采集对于监控设备在不同电源状态之间转换时发生的微妙电流波动,以及了解设备如何管理电源,特别是如何在静态状态下节约电能(这会对电池寿命和整体能效产生重大影响)至关重要。

宽范围电流测量可精确捕捉汽车电子产品的全部电流水平,从最小静态电流到高工作电流,为利用先进解决方案应对特定测试挑战奠定了基础。

宽量程电流测量的挑战

开发和测试使用电池供电的设备时,经常会因电源管理、睡眠模式和各种活动状态而导致工作电流波动。 传统的测量技术在这方面往往受到限制。 精确测量大范围电流(从静态时的纳安培到完全工作时的安培)是一项技术和环境挑战。

1.范围和灵敏度:有效的测量系统必须能够在不影响灵敏度的情况下处理从睡眠模式下的纳安培到工作模式下的数安培的大范围电流。 该技术需要在检测最小电流的同时,还能准确评估工作状态下所需的更大电流。
2.精度和分辨率:静态电流的量级较低,要求仪器具有极高的精度和分辨率。 在评估电子元件的能效和运行完整性时,微小的测量误差就可能导致重大误判。
3.动态电流变化:汽车组件经常在不同电源状态之间快速切换,因此需要一个能够快速适应这些变化的测量系统。 系统必须在不中断设备电源的情况下提供连续监测,准确捕捉瞬态行为。
4.环境影响:外部环境因素(如温度变化和电磁干扰)会影响测量精度。 为确保数据的可靠性,需要采用可靠的系统设计来屏蔽和补偿这些影响。
5.集成与连接:将测量技术集成到现有的测试装置中,并采用不同的数据通信协议,是一项挑战。 系统必须与不同的测试架构无缝连接,以简化操作并保持跨平台数据的完整性。

甘特纳宽量程电流测量系统

Q.raxx XL Slimline A108 2SC 专为汽车控制单元测试中的精确宽量程电流测量而设计,具有在线动态切换(自动量程)功能,可实现静态(待机)和工作电流测量之间的无缝转换。 这一功能对于在各种工作条件下实现精确、不间断的测量至关重要。 我们的解决方案可确保数据完整性和测量一致性,这对于汽车电子产品的详细分析和优化至关重要,尤其是在对功率敏感的应用中。

先进的测量功能

A108 2SC 系统的与众不同之处在于,它能够在静态和工作电流状态之间无缝转换,而无需中断电源。 这一特性对于捕捉电流需求的全动态范围至关重要–从待机模式下消耗的纳安培到工作模式下使用的安培。

电流测量:系统有两个通道,能够测量从毫微安到 80 mA 的静态(待机)电流。 它可以动态切换通道 1 和通道 2,通道 1 的工作电流分别高达 5 A 和 50 A,确保在各种工作条件下进行精确监控。 这些测量的精度在 80 mA 范围内保持在出色的 0.06%,在高 Amp 范围内保持在 0.2%。

电压测量:配备两个通道,可处理高达 ±60 V 的电压测量。该系统提供低至 12 µV 的出色测量分辨率,可对电压波动和异常情况进行详细分析,这对先进的汽车诊断至关重要。

自复位过流保护:测量系统设计有自复位过流保护机制。 它还具有专门的通风装置,可在各种环境条件下保持稳定的性能和系统完整性,确保在长时间测试期间可靠、安全地运行。

该系统的应用多种多样

汽车网络固有的复杂性要求对每个面包板或电子元件(如 ECU 和其他控制单元)进行静态和运行电流测量。 了解元件在被动模式和主动模式下以及在这些模式之间转换时的电流消耗,对于评估电气性能和能效至关重要。

  • 测量静态和工作电流:精确测量元件在被动(静态)和主动运行时的电流,为优化电气性能提供重要数据。
  • 测量泄漏电流:识别并量化可能降低电池效率和组件性能的漏电流,确保汽车系统的可靠性。
  • 能量平衡:协助平衡各部件的能耗,帮助优化车辆电气网络的整体能效。
  • 调查复杂的睡眠模式:分析控制单元睡眠或待机阶段的能耗,以制定有效的能源管理策略。
  • 调查启动行为(浪涌、冲击):监测电子元件对功率突然增加的反应,以评估元件的耐用性和运行安全性。
  • 睡眠模式动态:详细介绍控制单元在睡眠或待机阶段的能量动态,帮助开发节能设计。
  • 浪涌和冲击电流分析:监测电子元件对功率突然增加的响应,以评估元件的耐用性和运行安全性。

连接与集成

Q.raxx XL Slimline A108 2SC 专为兼容 EtherCAT 从站而设计,内置标准 EtherCAT 总线耦合器。 不过,它也提供了连接 Q.station UART 的选项,提高了连接和数据通信的灵活性。 这种设计确保 A108 2SC 可以轻松集成到各种测试装置中。

提升测试水平

对于希望通过精确而广泛的电流测量来提高汽车测试能力的专业人员来说,Quiescent-电流测量系统提供了一种先进的解决方案。 将 Quiescent 电流测量系统集成到汽车测试实验室,不仅能提高电流测量的准确性和范围,还能更深入地了解组件行为和系统交互,从而丰富开发流程,确保您的项目达到最高的性能和可靠性标准。

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