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高效三通道双向电源:释放测试潜能

2025-04-22 09:26:05·  来源:泰克科技  
 

挑战

每位测试工程师都可能面临这样的常见挑战:生产需求超出了测试系统的能力,或需要同时测试更多参数。以往,这通常意味着需要构建更多测试系统并配备更多测试设备,尤其是在需要多台直流电源的大功率应用中。

典型应用场景包括:

•  测试带多逆变器和电池备份的太阳能电池组 

•  同时为电动汽车(EV)的推进系统及传感/控制子系统供电并测试  

•  测试DC-DC转换器时需使用多台电源设备  

先进技术正推动大功率直流电源的需求激增。

EA Elektro-Automatik为此提供了解决方案。EA-PSB 20000三通道系列的15kW和30kW可编程双向直流电源,配备三个独立、隔离的双象限通道,既能供电也能吸收电能(图1)。传统测试中需分别使用电源和负载设备,而EA-PSB 20000的单个通道可作为电源,另一通道则作为负载。三通道设计省去了多台电源和负载设备,节省成本与机架空间。

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图1:EA-PSB 20000可编程双向电源的前后面板。后面板显示三个独立电源的连接接口。


直流可编程电源测试的无妥协方案

尽管EA-PSB 20000将三通道集成于单一设备,但每通道均具备强大性能。3U型号提供三个5kW通道,六种型号的输出(输入)范围覆盖0–60V(170A/通道)至0–920V(20A/通道)。4U型号功率翻倍,达10 kW/通道,电流容量也相应提升,最高为340A/通道(60V型号)或40A/通道(920V型号)。通过并联通道,3U和4U型号的总功率可分别提升至15kW和30kW。  

若需更高功率,可并联多达8台EA-PSB 20000,实现最高240kW输出。15kW型号并联后最大电流达4080A(24通道并联),30kW型号则可达8160A。此外,15kW与30kW型号可混合搭配,灵活实现30kW至240kW的功率需求。

对于800V电池驱动的汽车电路测试,EA-PSB 20000支持串联两台设备,输出高达1840V电压。 

行业最全面的电源性能

传统电源仅在额定电压和电流(VMax和IMax)下提供最大功率,而EA双向电源具备真正的自动量程特性(图2),可在额定电压的1/3至最大值范围内持续输出满功率。相比之下,传统矩形输出特性的电源需三倍功率才能匹配EA电源的电流能力(图3),从而显著降低测试系统成本。

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图2:EA-PSB 20000双向电源的自动量程输出特性曲线

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图3:传统电源需三倍功率才能达到同等电流输出

超越简化测试的进阶功能

EA-PSB 20000内置函数发生器,支持生成电池、燃料电池和太阳能电池板的I-V曲线,以及正弦、三角波、方波等标准波形,还能自定义斜坡、脉冲和任意波形。动态测试能力可验证被测设备在噪声环境下的响应,无需外接波形发生器,节省成本与空间。

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图4:生成斜坡波形的电压与时间参数设置

单设备实现同步供电与负载

三通道设计允许一台EA-PSB 20000同时作为电源和负载(图5)。例如,测试DC-DC转换器时,一通道供电,另一通道作为电子负载验证输出规格,无需额外设备。

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图5:EA-PSB 20000一通道为DC-DC转换器供电,另一通道作为负载

高效双向电源设计

EA-PSB 20000采用再生技术(图6),可将96.5%的吸收能量回馈电网。高能效不仅降低电费,还减少设备发热,从而降低冷却需求,进一步节约成本。

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图6:EA-PSB 20000双向电源的能量回馈效率高达96.5% 

节省时间、空间与成本

三通道双向电源降低设备采购成本,高能效减少运营开支。独立通道设计使吞吐量提升高达3倍,机架空间节省67%。得益于SiC功率MOSFET技术,15kW和30 kW功率分别压缩至3U和4U机箱内,实现超高功率密度。

高功率与卓越安全性

每通道均配备过流、过压、过功率和过热保护。并联时,主-从总线(Master-Auxiliary-Bus)确保所有通道同步控制,共享总线(Share-Bus)则均衡分配负载,避免单通道超载。

多端口高速通信

EA-PSB 20000支持1ms快速通信,内置USB、1Gb以太网、5Mb CAN FD和100Mb EtherCAT接口, 电气隔离设计有效抗干扰,适配汽车及工业系统。 

三通道高功率:

更高性能、更小空间、更低成本  

EA-PSB 20000系列以自动量程提供最宽电流范围,内置函数发生器可替代4–6台设备,吞吐量提升3倍,空间与成本节约效果显著。再生技术进一步放大效益。  

新型三通道双向电源EA-PSB 20000系列以更少硬件实现更高功率、更强功能与更优效率,是多电源/负载测试场景的理想解决方案!

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