GW Instek PEL-3211 2100W Jednostka wzmacniająca (dla PEL-3111)

Cechy i funkcje

• Napięcie pracy (DC): 1,5V - 150V
• Tryby pracy: CC/CV/CR/CP/CC+CV/CR+CV/CP+CV
• Łączenie równoległe wejść w celu zwiększenia obciążalności (Max. 9450 W)
• Wsparcie dla szybkich zmian prądu wyjściowego: Max 16A/μs
• Funkcja rozpoczynania programu (Run Program Function) - Go/NoGo Test
• Funkcja sekwencyjna dla symulacji wysoko wydajnych obciążeń
• Polecenia są zgodne z modelem Kikusui PLZ-4W*
• Funkcja dynamiczna (dynamicznego przełączania): 0,0166Hz - 20kHz
• Funkcja Soft-Start: Off/On (1-200ms, Res: 1ms)
• Regulowane ustawienia OCP/OVP/OPP/UVP
• Funkcja zwarcia
• Funkcja Timera: Czas jaki upłynął od załączenia obciążenia
• Czas wyłączenia (Timer automatycznego wyłączenia): od 1s do 999h 59min 59s lub wyłączony
• Zewnętrzny kanał sterująco-monitorujący przez analogowe złącze kontrolne
• Pamięć ustawień: 100 zestawów
• 3,5-calowy wyświetlacz TFT LCD
• Wiele interfejsów: USB 2.0 Urządzenie/Host, RS-232, GPIB (opcjonalnie)

* Polecenia programowe i sekwencyjne są różne od tych w kikusui PLZ-4W

Seria GW Instek PEL-3000 wyposażona jest w siedem trybów pracy oraz trzy funkcje pracy. Wśród siedmiu trybów pracy, cztery z nich są trybami podstawowymi: stały prąd, stałe napięcie, stała rezystancja, stała moc. Pozostałe trzy są trybami zaawansowanymi: stały prąd + stałe napięcie, stała rezystancja + stałe napięcie oraz stała moc + stałe napięcie. Użytkownicy w pierwszej kolejności muszą wybrać tryb pracy, następnie funkcję pracy, w oparciu o wymagania testowe. Statyczna, Dynamiczna oraz sekwencyjna funkcja pracy może być zastosowana do różnych warunków testowych, w tym do pracy z ustalonym poziomem obciążenia, przełączania między dwoma poziomami lub przełączania między więcej niż dwoma poziomami. Funkcja sekwencyjna jest podzielona na dwa tryby: Sekwencja Szybka oraz Sekwencja Normalna – w zależności od czasu trwania każdego kroku. Zarówno Funkcja Dynamiczna (Dynamic), jak i Sekwencyjna (Sequence) pomagają użytkownikom w symulowaniu rzeczywistych zmian obciążenia. Na przykład, PEL-3000 może symulować pobór prądu przez HEV (Hybrid-Electric Vehicle, Samochód hybrydowy), aby sprawdzić i upewnić się, że testowany akumulator samochodowy jest w stanie dostarczyć niezbędnej mocy potrzebnej HEV na drodze. Dzięki temu producenci mogą podnieść jakość i niezawodność produktu.

Regulowana prędkość szybkich zmian prądu 16A/μs symuluje prędkość narastania i opadania różnych prądów obciążenia w celu przetestowania czasu odpowiedzi zasilacza. Funkcja lekkiego rozruchu (Soft Start) w serii GW Instek PEL-3000 umożliwia ustawienie czasu narastania prądu w momencie włączenia PEL-3000 w celu zmniejszenia niepożądanej sytuacji spadku napięcia w badanym zasilaczu. Regulowane zabezpieczenie podnapięciowe (UVP – Under Voltage Protection), funkcja monitorowania napięcia wejściowego GO/NoGo, funkcja monitorowania prądu oraz funkcja zegara (Timer’a) do kontroli czasu aktywacji obciążenia, mogą być wspólnie stosowane podczas wyznaczania charakterystyk rozładowywania akumulatorów, aby uniknąć zniszczenia akumulatorów podczas procesu rozładowywania. Bazując na funkcjonalnościach opisanych powyżej, seria PEL-3000 może testować szeroką gamę źródeł zasilania, od podstawowego statycznego obciążenia do złożonych symulacji obciążenia dynamicznego, aby podnieść jakość i niezawodność produktu.

Obciążenia elektroniczne DC serii GW Instek PEL-3000

Seria GW Instek PEL-3000 jest programowanym jednokanałowym elektronicznym obciążeniem DC dużej szybkości. Jej moc, funkcjonalność, równoległe łączenie oraz rozmiar zestawione są w poniższej tabeli:

FUNKCJE PRACY W PRACY RÓWNOLEGŁEJ MASTER I SLAVE

Seria PEL-3000 łączy się z odbiornikami poprzez 20-pinowy interfejs MIL i kable łączące, aby wyznaczyć mastera do sterowania równolegle innych urządzeń podrzędnych (Slave). Połączenie jednego PEL-3111 oraz czterech PEL-3211 zapewnia moc maksymalną równą 9 450 W. Równoległy układ pozwala użytkownikom elastycznie wybierać i stosować różne układy mocy, co zwiększa efektywność wykorzystania sprzętu, a to skutkuje oszczędnościami kosztów badań i rozwoju.

TRYBY PRACY

Seria PEL-3000 zapewnia 4 podstawowe tryby pracy i trzy tryby podwójne CC, CR lub CP połączone z CV. Użytkownik może ustawić różne warunki obciążenia w różnych trybach pracy, takie jak ustawienie zakresu roboczego poziomu obciążenia, prędkość narastania prądu, napięcie wejściowe i prąd obciążenia. Zakres napięcia wejściowego ma dwa poziomy – wysoki i niski. Zakres prądu pracy ma trzy poziomy – wysoki, średni i niski, które posiadają różne rozdzielczości, aby sprostać wymaganiom testowym różnych produktów zasilających.

W trybie stałego prądu, obciążenie elektroniczne pobiera prąd o natężeniu ustalonym przez użytkownika. Różne ustawienia prądów w trybie CC umożliwiają użytkownikom testowanie zmian napięcia zasilania DC, co nazywa się testem szybkości regulacji obciążenia (Load regulation Rate Test).

W trybie stałej rezystancji, obciążenie elektroniczne pobiera prąd, który jest wprost proporcjonalny do napięcia wejściowego. Tryb ten można wykorzystać do testowania napięcia lub prądu aktywacji i ograniczenia zasilacza.

W trybie stałego napięcia, obciążenie elektroniczne zmieni pobór prądu, aby wyrównać napięcie do ustalonej wartości. Ten tryb pozwala użytkownikom nie tylko testować funkcję ograniczenia prądu w zasilaczu, ale także symulować działanie baterii podczas testowania ładowarek akumulatorów.

W trybie stałej mocy, obciążenie elektroniczne zmieni wartość prądu, który jest zależny nieliniowo od napięcia wejściowego, aby uzyskać ustalone stałe zapotrzebowanie mocy. W związku z tym, zmiany napięcia wejściowego będą miały nieliniowy wpływ na zmianę poboru prądu, tak aby kontrolować i utrzymywać wartość mocy na stałym poziomie.

Tryb +CV może być użyty razem z trybem CC, CR lub CP. Kiedy podczas testu tryb +CV jest włączony, zaś obciążenie elektroniczne próbuje pobrać więcej prądu niż maksymalny prąd zasilacza, obciążenie elektroniczne automatycznie przełącza się w tryb CV. Dzieje się tak, ponieważ pobierany prąd jest maksymalnym dla urządzenia zasilającego. W związku z tym zasilacz przejdzie w tryb CC, a PEL-3000 przełączy się w tryb CV, aby ograniczyć pobór prądu przez obciążenie elektroniczne oraz aby zapobiec uszkodzeniu zasilacza podczas testu. Obciążenie elektroniczne przestanie działać, gdy napięcie urządzenia testowanego będzie niższe niż ustawione napięcie w trybie +CV.

TRZY FUNKCJE PRACY

Seria PEL-3000, w odniesieniu do różnych warunków testowych, zmian skokowych lub płynnych, testów szybkości oraz wybieralnych trybów, posiada trzy funkcje pracy: Statyczna, Dynamiczna, Sekwencyjna, które mogą być stosowane oddzielnie podczas testów stałego obciążenia; pomiędzy dwoma obciążeniami lub pomiędzy więcej jak dwoma obciążeniami. Szczegółowy opis tych funkcji jest następujący:

Funkcja statyczna zapewnia stałe obciążenie, aby przetestować stabilność zasilacza. Przełączanie wartości obciążenia między wartością A, a B odbywa się ręcznie. W trybie funkcji dynamicznej, przełączanie między dwoma różnymi warunkami testowymi odbywa się automatycznie, a każdy warunek testowy definiuje się poprzez poziom sygnału, timer oraz szybkość narastania. W celu zwiększenia niezawodności i jakości produktów, timer może być ustawiony nawet na 25μs, aby dostosować czas reakcji na różne źródła zasilania i pomóc w testowaniu stanu wyjściowego zasilacza, gdy obciążenie jest niestabilne.

W szybkiej funkcji sekwencyjnej (Fast Sequence Function), prąd obciążenia zmienia wartości skokowo o najszybszym czasie trwania równym 25μs. Zapewnia to bardzo szybką prędkość narastania/opadania prądu obciążenia elektronicznego. Normalna funkcja sekwencyjna (Normal Sequence Function) posiada wbudowaną funkcję narastającą (rampową / RAMP). Użytkownik, poza ustawieniem czasu trwania, może wybrać między trybem narastania lub zmiany skokowej pobieranego prądu. Poprzez zaimplementowanie kompletnego edytora funkcji sekwencyjnej, użytkownicy mogą kontrolować obciążenie elektroniczne bez uzycia komputera lub zapisanego programu, co z kolei przyczynia się do oszczędności czasu i kosztów związanych z badaniami i rozwojem.

SYGNAŁ WYZWALACZA I MONITORING PRĄDU (IMON)

Panel przedni PEL-3000 wyposażony jest w dwa złącza BNC, zapewniające sygnał wyjściowy wyzwalacza (Trigger Signal) oraz IMON. W trybie funkcji sekwencyjnej lub dynamicznej, w momencie zmiany ustawienia prądu obciążenia, złącze BNC na przednim panelu podaje na wyjściu impuls napięcia 4,5V o czasie trwania 2μs. Ten sygnał wyzwalający można ustawić tak, aby otwierał się lub zamykał dla każdego kroku. Użytkownicy mogą uzyć sygnału wyzwalającego do synchronizacji innych urządzeń wewnątrz systemu.

Prądowe sygnały monitorujące, wykorzystujące złącze BNC do porównania z pełną skalą rzeczywistego prądu obciążenia, wyjście 0 ÷ 1 V przy wysokich i niskich poziomach prądu i 0 ÷ 0,1 V przy średnim poziomie prądu. Dlatego użytkownicy mogą monitorować zmiany prądu obciążenia bez użycia sondy prądowej. Skutkuje to obniżeniem kosztów.

NAPIĘCIE WŁĄCZAJĄCE Von I FUNKCJA ZATRZASKIWANIA Von

Napięcie Von jest napięciem progowym elektronicznego obciążenia służącym do aktywowania lub zatrzymywania poboru prądu. Kiedy funkcja LATCH (zatrzaskiwania) jest wyłączona (ustawiona na OFF), obciążenie elektroniczne aktywuje się, kiedy napięcie wejściowe jest większe niż napięcie Von, oraz dezaktywuje się, jeśli napięcie wejściowe jest mniejsze niż Von. W przypadku, gdy funkcja LATCH jest włączona (ON), obciążenie elektroniczne aktywuje się, kiedy napięcie wejściowe jest większe od Von i kontynuuje pracę nawet jeśli napięcie wejściowe spadnie poniżej poziomu Von. Funkcja napięcia Von może przetestować maksymalną wartość prądu chwilowego zapewnianą przez zasilanie.

SOFT START

Soft start reguluje czas narastania prądu od 0 do ustawionej wartości podczas włączania obciążenia. Funkcja ta zapobiega gwałtownemu spadkowi napięcia podczas szybkiego narastania prądu obciążenia. Nagły spadek napięcia może przyczynić się do nieudanej aktywacji obciążenia lub testowanego urządzenia, a nawet do zniszczenia testowanego urządzenia.

TRYBY OCHRONY

Seria PEL-3000 zapewnia wiele funkcji zabezpieczających w tym ochrony przeciwprzeciążeniowej (OCP, Over Current Protection), ochrony przeciwprzepięciowej (OVP, Over Voltage Protection), Ochrony przed za dużą mocą (OPP, Over Power Protection), ochrony przed przegrzaniem (OTP, Over Temperature Protection) oraz ochrony przed spadkiem napięcia (UVP, Under Voltage Protection). Każde zabezpieczenie ma regulowany próg ochrony (z wyjątkiem ochrony przed przegrzaniem). W momencie aktywowania którejś z funkcji ochrony, obciążenie wysyła sygnał ostrzegawczy i kończy wszystkie wykonywane operacje. Oprócz funkcji ochronnych, funkcja ograniczająca (Limit Function) może być również wykorzystywana do utrzymania obciążenia elektronicznego podczas pracy z zadaną wartością. Jako przykład można podać UVP. W testach rozładowywania baterii, aby zapobiec nadmiernemu rozładowaniu akumulatora, obciążenie elektroniczne zostanie wyłączone, jeśli napięcie akumulatora spadnie poniżej ustawionej wartości progu ochronnego.

KONTROLA KANAŁU ANALOGOWEGO

Seria PEL-3000 zapewnia zewnętrzną funkcję sterowania kanałem analogowym, która umożliwia użytkownikom podłączenie 20-stykowych złączy J1 i J2 MIL na panelu tylnym z napięciem wejściowym lub do podłączenia rezystancji do sterowania obciążeniem. Napięcie wejściowe jest ograniczone do zakresu 0 ÷ 10V, rezystancja natomiast jest ograniczona do zakresu 0Ω ÷ 10kΩ i powiązana z poziomem obciążenia od 0 do 100%. Na przykład, podczas pracy PEL-3021 w trybie CC i 35A, napięcie wejścia zewęntrznego wynosi 1V, a pobierany prąd wynosi 3,5A. Użytkownicy mogą zintegrować tę funkcję z systemem testowym i wykorzystać sygnały wygenerowane z systemu testowego do sterowania serią PEL-3000.

FUNKCJE TIMERA

Seria PEL-3000 zapewnia funkcje zliczania czasu i czasu wyłączenia. Zdjęcie wyświetlacza pokazuje obecny czas aktywacji, od momentu kiedy obciążenie elektroniczne się włączy. W momencie zatrzymania operacji wykonywanych przez obciążenie, licznik czasu zatrzymuje się, a całkowity czas wykonywania operacji wyświetlany jest na ekranie. Czas wyłączenia może być ustawiony maksymalnie na 999h 59min 59s. Kiedy obciążenie jest uruchomione, funkcja ta zaczyna odliczać czas. Urządzenie zatrzyma wszystkie wykonywane operacje (wyłączy się) i wyświetli końcowe napięcie wejściowe na ekranie, w momencie kiedy zostanie osiągnięty ustawiony czas. Funkcja timera może dostarczać informacji związanych z czasem. Użytkownicy mogą uzyskać całkowity czas ograniczenia działania obciążenia elektronicznego, aby zwiększyć sprawność elektronicznych testów obciążenia.

RÓWNOLEGŁE STEROWANIE MASTER/SLAVE

PEL-3111 może być używany jako Master lub Slave. PEL-3111 może być również połączony równolegle z PEL-3211 (jednostką wzmacniającą / boosterem). Klienci, w oparciu o wymagania testowanych urządzeń, mogą łączyć różne modele w celu spełnienia wymagań dotyczących zasilania. Wszystkie połączenia, gniazda, konektory wykonane są z miedzi. System Rack również jest dostępny. W momencie, gdy wybrany jest tryb Master/Slave – Master automatycznie przelicza pobór prądu, natychmiast po włączeniu obciążenia. System automatycznie rozdziela pobór prądu między każdą jednostką Master/Slave. Dla równoległego układu Master/Slave, użytkownik wprowadza ustawienia i edytuje programy tylko w jednostce Master. Można zatem uznać równoległy układ Master/Slave za pojedynczą jednostkę obciążenia. Dzięki temu, możliwe jest bezpieczne zapewnienie odpowiedniego obciążenia. Równoległy układ zapewnia również pewną dowolność w spełnianiu różnych wymagań dotyczących prądu i mocy.

PRZYKŁAD ZASTOSOWANIA RÓWNOLEGŁEGO UKŁADU DUŻEJ MOCY

Niektóre duże systemy zasilania działają podczas pracy w warunkach normalnych przy stabilnym obciążeniu 3kW oraz chwilowej mocy szczytowej równej 9kW. Aby zasymulować takie obciążenie, wykorzystano PEL-3955. Pomaga to inżynierom w analizowaniu i badaniu testowanych urządzeń. Procedury są następujące:

• Ustawić tryb obciążenia na CC lub CP
• Wybrać odpowiedni poziom pracy: Zakres I / Zakres V ≥ High
• Wybrać funkcję jako tryb Dynamiczny lub Sekwencyjny
• Ustawić wartości sekwencyjnego obciążenia: Poziom 1, Poziom 2, Szybkość narastania, Czas trwania
• Jeśli wybrano opcję Sequence, warunek obciążenia każdego segmentu musi być ustawiony zgodnie z wymaganiami użytkowników
• Rozpoczęcie testu obciążenia

WZMOCNIENIE MODELI DUŻEJ MOCY

Aby spełnić wymagania klientów dotyczące większych poborów prądu, większej mocy oraz elastyczności w dobieraniu parametrów obciążenia elektronicznego, koncepcja projektowa serii PEL-3000 nie tylko spełnia wymagania produktów o niskiej mocy i wysokiej rozdzielczości, ale także wspiera pomiary dużej mocy i dużego prądu. Jedna jednostka z serii może spełnić różne warunki obciążenia. Dla większych wymagań dotyczących mocy, użytkownicy mogą rozważyć zakup dodatkowego systemu sterowania Slave w celu połączenia systemu równolegle poprzez połączenie systemowe. Sześć jednostek PEL-3955 (1,5-150V, 1890A, 9,45kW) można połączyć równolegle aby osiągnąć sumaryczną moc 56,7kW. Zbiorcze połączenie szyn zapewnia bezpieczeństwo pracy z dużymi mocami i dużymi prądami.

KONTROLA DYNAMICZNA SYNCHRONIZACJI MODELI WIĘKSZEJ MOCY

Pomarańczowa krzywa powyższego wykresu pokazuje, PEL-3955 wykonujące dynamiczne zsynchronizowane sterowanie pod zewnętrznym układem równoległym. W porównaniu z innymi równoległymi obciążeniami elektronicznymi, seria PEL-3000 nie wprowadzana opóźnienia. PEL-3955, ze swoją wyjątkową wydajnością i wyróżniającymi się cechami, jest szeroko stosowany jako urządzenie testujące i sprawdzające w dziedzinie testowania mocy. Oprócz pojedynczej jednostki obciążenia elektronicznego 1kW, modele o większej mocy mają moc wyjściową 3kW / 5kW / 7kW / 9kW / 18kW / 27kW / 36kW / 54kW, które zapewniają najlepszą platformę testową i weryfikacyjną dla badań i rozwoju oraz kontroli jakości w zakresie systemów zasilania serwerów, systemów zasilania komunikacji, hybrydowych zasilaczy, paneli słonecznych.

POMIAR MPPT Z FUNKCJĄ WYŚWIETLANIA KRZYWEJ I-V

Obciążenie GW Instek serii PEL-3000 wyposażono w funkcję pomiaru MPPT, dzięki czemu możliwe jest przeprowadzenie symulacji prądu roboczego panelu fotowoltaicznego w zakresie od zera do maksymalnej wartości tego prądu. Ponadto możliwy jest jednoczesny pomiar napięcia wyjściowego i mocy panelu słonecznego w celu uzyskania krzywej prąd-napięcie oraz moc-napięcie. Funkcja MPPT serii PEL-3000 nie tylko pozwala użytkownikom na sprawdzenie wartości Pmax, Vmp, Imp, Isc, Voc panelu słonecznego ale również umożliwia śledzenie i obserwowanie punktu maksymalnej wartości mocy panelu słonecznego w różnych warunkach zacienienia.