作為一個數位玩家,少不了做各種測試。電子負載以其簡單、大功率、可調節、有數顯等特點,成為必不可少的工具之一,也是數位設計測試人員的必備之物。
近期,入手了一隻專門匹配ChargeLAB Power-Z KT002測試表的小巧百瓦功率級電子負載,還能配合KT002的上位機,功能十分強大,本文做個介紹,文中簡稱“KT負載”。
小巧的大功率負載
本人之前已經有了一隻160W電子負載,用下圖簡單說明一下為什麼還要入手KT負載。一是因為目前的主流充電裝備最大功率也就百瓦級別,原有大負載根本跑不滿;二是因為原有大負載體積大占地方,需要連接專用電源線,還要配合誘騙器,比較麻煩;三是因為KT負載直接與KT002合體,表載合一,使用方便,控制簡單。
負載主體是佈滿電路板的各種晶片、電容、電阻、電感以及功率器件,足見設計加工焊接之精細,大MOS管的型號被抹去了,這也是對智慧財產權的保護
小體積達到100W的功率,發熱量可觀,必須採用風冷散熱。KT負載使用了40×40×11mm的鋁合金散熱器,頂部的七葉暴力小風扇在飆到最大功率時轉速飛快、噪音可觀,四周能夠明顯感到排出的熱量。
KT負載很小巧,大部分還是散熱風扇增加了厚度,長寬厚三圍約為:58×40×36mm,帶KT002的總重量只有90克,除了安裝螺釘、FPC資料連接線外,還配有一根NTC感溫線。當然了,最重要的是,你必須有一隻KT002測試表。
有了這個小身材大能量的負載,甚至可以很方便地攜帶到室外,對戶外電源產品做精准的帶場景資料測試,對於我這種兼顧戶外和電子產品愛好的人來講,簡直是福音啊。
變形金剛 合體
搞數位的都有螺絲刀,這基本也就夠了,後面有些小的位置不好接近,可以再用一隻鑷子。
首先擰下KT002測試表的後背板,怎麼擰不解釋了,可以準備一個小盒子放螺絲,避免滾落丟失。
翻過來接著擰,把正面蓋板也拆了,露出四角的四個導電銅柱。
KT002的這個位置和KT負載相匹配,負載有兩個相連的通孔,這一方面是導電,另一方面也起到安裝定位功能,就不會裝反負載了。
將負載配的銅柱擰在表銅柱邊上的這個通孔之內,形成負載的導電通路,方向與KT002的銅柱一致即可。
這個孔內部空間確實有點小,可以用鑷子夾住伸進去,並且用手帶上螺絲。
拿出負載的FPC連接線,線的兩端一致,都是8條導電線,線的安裝有正反,與負載端的In插口連接,壓緊即可。
先將排線與KT002電路板上的介面安好。注意金屬PIN腳要朝下
再從KT002背板的長孔中穿出,安裝時避免對排線硬性彎折,但也不至於太過嬌氣。
再這樣,將排線固定在負載一端即可。
擰上各個蓋板的螺絲就行了。
合體完成,收好多餘的螺絲,就可以通電使用負載了。
如果需要測量外部的溫度,只需要將NTC感溫線的插頭插在負載背面的插座中即可,帶熱縮的線頭貼近被測物體表面,就能測量溫度了。
裝配負載之後,除了物理體積變大,無論是否啟用負載,並不影響KT002的各種強大的測試功能,並且配合KT002的撥輪右鍵,更大拓展了測試表的應用。
三模式操作簡單,使用方便
啟動負載必須在KT002撥輪左側的Micro-USB口供電,可以直接連接電腦USB埠,這樣就可以直接使用上位機了。接電後,右撥KT002撥輪,即能啟動負載功能,包括:負載模組和模組管理兩大功能。
KT負載的模組管理功能表內,可以讀取包括負載資訊、版本資訊、元件資訊、元件參數等,並且可以進行固件升級。
負載模組的功能表內主要是使用負載的方式,KT負載的控制介面功能表有以下幾種可選,分別是:恒流模式、恒功率模式、斜坡模式、負載控制器設置,還有倆英文,基本上也用不到。
在恒流模式中,可以通過KT002的撥輪方便地設定需要的恒流值,支援最小調整單位為10mA,可以通過KT002誘騙需要的快充協定和對應電壓,實現不同的功率測試組合。KT負載的電壓範圍為2.5~26V;電流範圍在0.05A~6.7A;功率範圍在0.1~100W;使用溫度在-20~110℃。
下圖中,本人設定的是0.5A電流,電壓為最普遍的5V。通過按下撥輪啟動負載,即能以設定好的參數進行恒流運轉。
按兩下撥輪,可以退回到KT002的監控介面,0.5A的電流非常穩定。KT002的測量精度很高,達到了5位元小數顯示,監控介面也達到了4位元小數。
恒功率模式為最常用的負載使用方式,只要充電適配器支援,就能誘騙出高電壓的快充協定,通過調整當前電壓下的電流,來實現恒定的功率輸出,妥妥的100W恒定輸出完全沒有問題。
與需要誘騙器觸發的大負載相比,KT負載的電路壓降小,如:開啟PD協定20V,KT負載端電壓為18.6V,而大負載的電壓為17.85V。另外,恒功率驅動模式的KT負載不用人為調整電流,會自動匹配電流已達到100W的輸出;大負載需要手動調整電流強度,整5A的輸入功率僅能達到92W左右。
再比如,同樣達到60W的功率輸出,KT負載的電壓為19V、電流為3.15A;而大負載為18.4V、3.3A。兩隻表都很好,但也有了高下之分。
KT負載的第三種運行方式是斜坡模式,同樣是設置好電流的上升速率,也就是電流曲線的斜率後開啟負載即可,可以實現10mA的精度設置。
在斜坡模式下,KT負載可以通過逐級增加電流強度,來測試適配器的極限輸出能力,而且每一級增加的電流值可以手動設置,以達到不同的平滑升高效果,並且可以讀取VBUS波形,便於觀察。
測試過程可以通過KT002的大彩屏動態顯示當前電壓電流的曲線,拉斜坡結束後,也可以直接在表端讀取電壓和電流的對應關係圖,可以看出隨著電流上升負載端的壓降,變化情況非常直觀、清晰。
溫控110,還能測外溫
KT負載通過KT002測試表可以讀取內核以及外部兩個溫度。內核溫度是通過上面合體介紹中的FPC線實現測量的。
使用者自訂溫度則需要通過外接NTC熱電藕感溫線來實現。實測,這根線是專門針對KT負載的,如果與其他感溫線換用,會出現測溫不准的情況。
KT負載,體積小、功率大,只要接通電路,即便電流很小,也會直接開啟風扇排風散熱,以保證元器件正常工作。
高功率狀態下,風扇轉速很快、噪音較大,內部設定的過熱保護溫度為110℃,設計者對KT負載具有相當的自信。
在室內環境,大功率運行時溫度上升很快,KT負載在溫度回落後,可以自動繼續以原功率運行,這一點倒是很讓人省心。
使用熱電偶測溫儀,將溫度探頭置於KT負載與KT002之間,實際測量,截止運行的外表面溫度大約為105℃,風扇四周能感覺到熱風,最好等負載停止運行後,風扇轉速下降或停止,再用手觸碰。
以一個實際測試外部溫度的試驗,來簡單介紹一下KT負載的測溫功能。將溫度探頭固定在手電筒燈頭外表面,並且連接KT002上位機,就能在電腦端讀取並記錄溫度資料。
KT負載測溫比較精准,資料及溫度曲線的變化與實際差距很小,也幾乎沒有滯後的情況,溫度一有變化,立即就能在上位機中顯示出來。下面的動態圖是本人開啟風扇對著手電筒吹以散熱,溫度曲線立刻直線下降。
在電腦端,還能通過滑鼠讀取曲線上任意點的資料,而且可以連續讀取,這個功能非常實用。
下面的圖中,反映了手電筒在開啟極亮、到自動降擋、手動再次開啟極亮提高輸出功率、再降檔、開啟風扇散熱、關閉風扇、再次手動開啟極亮這些動作,燈頭溫度的變化情況,可以說完全能夠滿足我的測試需求。
實用的負載,實驗的樂趣
每個人心中其實都存在著對自然科學探究的好奇,尤其是電學這種看不見、摸著疼的,要想測得準確、客觀,必須得上專用工具。在Charge LAB 的新款測試表KT002問世之際,推出與之匹配的負載模組可以說恰逢其時,極大拓展了KT002的作用。
再加上KT負載小巧的身材、較大的測量範圍、靈敏的調節精度、動態的資料顯示、方便的資訊回看,確實是電子數碼測試的實用強大工具,已成為我每次必用的電子測試裝備。另據最近消息,KT負載工程版已經定型生產,不用多時ChargeLAB Power-Z KT002負載將正式出貨。相信隨著固件的不斷升級,KT負載必將發揮出更大功用。