精確地供應(yīng)正和負(fù)電壓(供應(yīng)也稱(chēng)施加);

精確地供應(yīng)正和負(fù)電流(供應(yīng)負(fù)電流是將電流吸入電源的過(guò)程);

精確測(cè)量被測(cè)件的電壓和電流(測(cè)量也稱(chēng)感知)。

4 象限電源的用途十分廣泛，但其能夠?yàn)楸粶y(cè)件提供的最大電流和功率較小。大部分精密型 4 象限電源只能供應(yīng) 3 A 或 20 W 的連續(xù)電力。這種最大電流和功率適合小型獨(dú)立電池測(cè)試，但隨著電池技術(shù)的發(fā)展，電池的效率、電流密度和尺寸均出現(xiàn)了較大幅度的增長(zhǎng)，電池功率輸出可能很快超過(guò) .

為此，工程師必須使用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)電子負(fù)載、直流電源、數(shù)字萬(wàn)用表、數(shù)據(jù)采集設(shè)備構(gòu)成靈活的測(cè)試系統(tǒng)，才能在廣泛的工作范圍內(nèi)對(duì)這些太陽(yáng)能電池模塊進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)保證測(cè)量精度。例如，您可以使用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)掃描環(huán)境溫度、被測(cè)件溫度、校準(zhǔn)參考電池的電壓以及其他需要在測(cè)試中捕獲的測(cè)試參數(shù)。

戶(hù)外測(cè)試

有些工程師會(huì)使用交鑰匙的太陽(yáng)能電池測(cè)試設(shè)備來(lái)進(jìn)行測(cè)試，這種設(shè)備采用一種太陽(yáng)能模擬器，這是一種標(biāo)準(zhǔn)化的光源，可用于控制進(jìn)入太陽(yáng)能電池的光能不過(guò)，如果太陽(yáng)能電池或模組非常大，太陽(yáng)能模擬器將無(wú)法產(chǎn)生充足的光

例如，被測(cè)的太陽(yáng)能模組可能是大型戶(hù)外太陽(yáng)能采集系統(tǒng)的一部分在這種情況下，太陽(yáng)本身將是測(cè)試中唯一實(shí)際可用的光源既然在戶(hù)外實(shí)際上不可能運(yùn)輸一套無(wú)太陽(yáng)能模擬器的完整的交鑰匙測(cè)試系統(tǒng)，所以這種測(cè)試就需要使用由標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試儀器改進(jìn)而成的某些其他測(cè)試解決方案來(lái)執(zhí)行戶(hù)外測(cè)試需要考慮的另一項(xiàng)因素是溫度因?yàn)殡姵氐男阅軙?huì)受到溫度的影響，因此需要在測(cè)試中監(jiān)視溫度不僅電池性能依賴(lài)于溫度，而且測(cè)試設(shè)備的性能也依賴(lài)于溫度

許多儀器供應(yīng)商沒(méi)有指明他們的測(cè)試設(shè)備在溫度處于室溫附近極窄范圍(如25℃±5℃)之外時(shí)的性能其他供應(yīng)商則提供了一項(xiàng)溫度系數(shù)規(guī)格，能夠調(diào)整測(cè)試設(shè)備的精度規(guī)范，以針對(duì)工作在其指定工作溫度范圍之外進(jìn)行校正大功率測(cè)試的負(fù)載

對(duì)于大功率應(yīng)用，您可以使用標(biāo)準(zhǔn)電子負(fù)載進(jìn)行太陽(yáng)能電池測(cè)試。由于習(xí)慣了使用成套系統(tǒng)或 4 象限電源，許多工程師在進(jìn)行太陽(yáng)能電池測(cè)試時(shí)不會(huì)想到電子負(fù)載。鑒于太陽(yáng)能電池可以產(chǎn)生能量，在使用 4 象限電源對(duì)其進(jìn)行測(cè)試時(shí)，電源的實(shí)際工作模式如下：太陽(yáng)能電池對(duì)電源的端點(diǎn)施加了一個(gè)正電壓。同時(shí)，電流從太陽(yáng)能電池流向 4 象限電源的端點(diǎn)，意味著 4 象限電源觀(guān)察到的是負(fù)電流(相對(duì)其端點(diǎn))。此時(shí)也可以說(shuō)是 4 象限電源在吸收電流。在電學(xué)上，對(duì)端點(diǎn)施加正電壓，且電流流向自身(即吸收電流)的電源稱(chēng)為電子負(fù)載。因此，對(duì)大部分太陽(yáng)能電池測(cè)試來(lái)說(shuō)，如果有光線(xiàn)照在太陽(yáng)能電池上，且電池正在產(chǎn)生電力，4 象限電源即作為電子負(fù)載使用。使用電子負(fù)載的優(yōu)勢(shì)在于它可以適應(yīng)所有的電流和功率：使用 50W 或更高(可達(dá)數(shù)千 W 和數(shù)百 A)的電子負(fù)載，我們可以跳出 4 象限電源僅能提供 3A、20 W 電能的限制。

使用電子負(fù)載的優(yōu)勢(shì)在于這種負(fù)載可用在各種電流和功率水平使用額定50W或高達(dá)數(shù)千瓦特和數(shù)百安培的電子負(fù)載，可以輕松克服四象限電源帶來(lái)的3A,20W的限制

電子負(fù)載可在恒壓模式下工作，也稱(chēng)為CV模式在CV模式下，負(fù)載可以通過(guò)調(diào)節(jié)流經(jīng)自己的電流，從而調(diào)整它兩端的電壓，以保持恒定的電壓值因此，CV模式可用于創(chuàng)建電壓掃描，使用負(fù)載來(lái)控制太陽(yáng)能電池輸出端的電壓，然后測(cè)量產(chǎn)生的電流

有些負(fù)載(如M9700系列)可以快速地執(zhí)行一系列CV定位點(diǎn)，以便在CV模式下掃描輸出電壓，從而快速地描繪出I-V曲線(xiàn)同時(shí)，負(fù)載可以將從太陽(yáng)能電池流出到負(fù)載內(nèi)的電流波形數(shù)字化，類(lèi)似于捕獲示波器曲線(xiàn)

電子負(fù)載可在恒壓(或 CV)模式下工作。恒壓模式下，負(fù)載將調(diào)整流經(jīng)自身的電流，以調(diào)節(jié)其端點(diǎn)的電壓，使其保持在一個(gè)恒定值。因此，恒壓模式可用于創(chuàng)建電壓掃描：使用負(fù)載控制太陽(yáng)能電池輸出的電壓，然后測(cè)量生成的電流(如圖 2 所示)。部分負(fù)載(例如 Agilent N3300 系列)可以快速執(zhí)行 CV 定位點(diǎn)列表以?huà)呙韬銐耗Ｊ降妮敵鲭妷?，從而快速繪制 I-V 曲線(xiàn)。與此同時(shí)，負(fù)載可以將從太陽(yáng)能電池流向負(fù)載的電流波形轉(zhuǎn)換成數(shù)字波形(與捕獲示波器跡線(xiàn)類(lèi)似)。通過(guò)繪制掃描控制的 CV 電壓和數(shù)字轉(zhuǎn)換的實(shí)際電流圖像，您可以創(chuàng)建 I-V 曲線(xiàn)。由于這一切可以作為快速掃描在短時(shí)間內(nèi)完成，整個(gè)測(cè)試可在大約一秒鐘的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)，即在電池受熱和溫度因密集光源照射出現(xiàn)變化前完成。

圖 2:使用 CV 模式下的電子負(fù)載測(cè)量 I-V 曲線(xiàn)

圖中文字中英對(duì)照：

使用 V 和 I 乘積確定最大功率

許多電子負(fù)載具有工作電壓下限，因?yàn)榇蟛糠蛛娮迂?fù)載以 FET 為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。要正確地傳導(dǎo)電流，F(xiàn)ET 需要一個(gè)流經(jīng) FET 的最小電壓，意味著負(fù)載的 + 和 – 輸入端點(diǎn)間