如何通过SCPI指令实现双向直流电源的顺序输出？

通过SCPI（Standard Commands for Programmable Instruments）指令实现双向直流电源的顺序输出，需结合通道控制、触发机制、编程逻辑等关键功能。以下是详细实现方法及示例，适用于常见双向电源设备（如Keysight E3600系列、Chroma 62000H等支持SCPI的型号）。

一、SCPI指令基础：双向电源的核心命令

双向直流电源的顺序输出通常涉及以下功能模块：

1. 通道选择：INSTrument:SELect 或 SOURce<n>:FUNCtion（<n>为通道号）。
2. 输出模式：SOURce<n>:FUNCtion MODE（设置恒压CV/恒流CC模式）。
3. 电压/电流设置：SOURce<n>:VOLTage / SOURce<n>:CURRent。
4. 输出开关：OUTPut<n>:STATe（ON/OFF）。
5. 触发控制：TRIGger:SEQ 或 INITiate（启动顺序执行）。

二、顺序输出实现步骤

1. 初始化设置

python# 示例：Python + PyVISA控制（假设设备地址为USB0::0x0957::0x1A07::MY57004268::INSTR）import pyvisarm = pyvisa.ResourceManager()power_supply = rm.open_resource("USB0::0x0957::0x1A07::MY57004268::INSTR")# 重置设备并关闭所有输出power_supply.write("*RST")power_supply.write("OUTPut:ALL:STATe OFF")

2. 配置通道参数

假设需按通道1→通道2顺序输出，且通道1为恒压模式（12V），通道2为恒流模式（2A）：

python# 选择通道1并设置电压power_supply.write("INSTrument:SELect CH1")  # 或 "SOURce1:FUNCtion VOLTage"power_supply.write("SOURce:VOLTage 12")power_supply.write("SOURce:VOLTage:MODE FIXED")  # 固定电压模式# 选择通道2并设置电流power_supply.write("INSTrument:SELect CH2")power_supply.write("SOURce:CURRent 2")power_supply.write("SOURce:CURRent:MODE FIXED")  # 固定电流模式

3. 设置顺序触发

双向电源通常支持软件触发或外部触发（如TTL信号）。以下为软件触发示例：

python# 启用顺序触发模式（部分设备需先配置）power_supply.write("TRIGger:SEQ:SOURce IMMediate")  # 立即触发power_supply.write("TRIGger:SEQ:COUNt 2")  # 触发2次（对应2个通道）# 启动顺序执行power_supply.write("INITiate")

4. 延迟与同步控制

若需在通道间插入延迟（如1秒），可使用DELAY命令或编程实现：

pythonimport time# 手动控制顺序（更通用）power_supply.write("INSTrument:SELect CH1")power_supply.write("OUTPut:STATe ON")time.sleep(1)  # 延迟1秒power_supply.write("INSTrument:SELect CH2")power_supply.write("OUTPut:STATe ON")

5. 关闭输出

pythonpower_supply.write("OUTPut:ALL:STATe OFF")power_supply.close()

三、高级功能扩展

1. 列表模式（List Mode）

部分高端电源（如Keysight N6700系列）支持电压/电流序列预编程：

python# 定义序列（通道1输出12V保持2秒，通道2输出2A保持1秒）power_supply.write("LIST:VOLTage CH1, (12, 0)")  # 0表示结束值power_supply.write("LIST:TIME CH1, (2, 0)")      # 时间序列power_supply.write("LIST:CURRent CH2, (0, 2)")   # 电流序列power_supply.write("LIST:TIME CH2, (0, 1)")power_supply.write("LIST:STARt")                # 启动序列

2. 外部触发同步

通过硬件触发信号（如BNC接口）实现多设备同步：

pythonpower_supply.write("TRIGger:SEQ:SOURce BUS")      # 设置为总线触发power_supply.write("TRIGger:SEQ:INPut EXTernal")  # 外部触发输入# 外部TTL信号上升沿触发后，设备执行预设序列

3. 查询状态与错误处理

python# 查询输出状态status = power_supply.query("OUTPut:STATe?")print("Output State:", status)# 错误查询error = power_supply.query("SYSTem:ERRor?")if error != '+0,"No error"n':    print("Error:", error)

四、常见设备指令差异

五、完整代码示例（Python + PyVISA）

pythonimport pyvisaimport timedef sequence_output():    rm = pyvisa.ResourceManager()    psu = rm.open_resource("TCPIP0::192.168.1.100::INSTR")  # 替换为实际地址        try:        psu.write("*RST")        psu.write("OUTPut:ALL:STATe OFF")                # 通道1配置（恒压12V）        psu.write("INSTrument:SELect CH1")        psu.write("SOURce:VOLTage 12")        psu.write("SOURce:VOLTage:MODE FIXED")                # 通道2配置（恒流2A）        psu.write("INSTrument:SELect CH2")        psu.write("SOURce:CURRent 2")        psu.write("SOURce:CURRent:MODE FIXED")                # 顺序输出（通道1→通道2，间隔1秒）        print("Starting sequence...")        psu.write("INSTrument:SELect CH1")        psu.write("OUTPut:STATe ON")        time.sleep(1)                psu.write("INSTrument:SELect CH2")        psu.write("OUTPut:STATe ON")        time.sleep(2)            except Exception as e:        print("Error:", e)    finally:        psu.write("OUTPut:ALL:STATe OFF")        psu.close()sequence_output()

六、注意事项

1. 设备兼容性：不同厂商的SCPI指令可能不同，需参考具体手册（如Keysight的E3600编程指南）。
2. 保护机制：设置过压/过流保护（PROTect:OVP/OCP）避免损坏设备。
3. 实时性：软件延迟（如time.sleep()）受操作系统调度影响，关键应用建议使用硬件触发。

通过上述方法，可灵活实现双向直流电源的顺序控制，适用于自动化测试、电池充放电循环等场景。