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Changement de gamme automatique

Une puissance constante avecune entrée variable

Davantage de possibilités

Avec une seule source

Avec l’augmentation croissante des charges à courant direct (DC) énergivores au sein des applications commerciales et résidentielles, et avec l’accent coissant mis sur l’adoption des systèmes écoénergétiques pour répondre aux objectifs nationaux ambitieux, le débat relatif aux mérites des systèmes AC par rapport au DC s’est intensifié.

Les composants comprennent des convertisseurs (redresseurs centraux et convertisseurs DC-DC), des disjoncteurs DC, des unités de distribution électrique DC (PDU) et des systèmes de gestion d’alimentation DC (surveillance et contrôle) installés pour la conversion au niveau du bâtiment, du sol ou de la pièce et de l’appareil.

Les sources d’alimentation DC programmables sont des outils essentiels en développement de produits et en test de production pour une large gamme d’appareils et de systèmes électroniques. Dans de nombreux cas, le test fonctionnel nécessite l’application d’un dispositif à tester (DUT) à une large gamme de conditions d’utilisation. Dans certains cas, le dispositif à tester utilise une puissance constante dans des conditions d’entrée variables.

Les exemples classiques sont les moteurs DC et les alimentations régulées DC / DC. Dans de telles circonstances, la capacité de la source DC programmable à fournir un courant plus élevé à une tension de sortie réduite est très pratique. Cette capacité est appelée “Changement de gamme automatique”. Les alimentations DC ne disposant pas de cette fonctionnalité nécessitent souvent que l’utilisateur utilise plusieurs alimentations ou agrandisse la configuration pour tester le dispositif dans des conditions de tension d’entrée variantes.

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Série de produits PSI avec changement de gamme automatique

Principe du changement de gamme automatique

Le “changement de gamme automatique” est un terme pour caractériser le fait qu’une source DC programmable propose automatiquement un large gamme de sortie à la fois en tension et en courant, afin de maintenir la pleine puissance de la sortie sur une large gamme d’utilisation. Le diagramme ci-dessous illustre à la fois un fonctionnement traditionnel et celui à changement de gamme automatique.

Le principe de fonctionnement est simple. La source propose automatiquement un courant plus élevé à des tensions plus faibles, ce qui optimise la flexibilité. Ce type de solution permet d’utiliser une seule source pour répondre à plusieurs combinaisons de tension et courant.

La sortie des alimentations DC classiques se base sur un “carré”, courbe de fonctionnement limitée. Cela signifie que la pleine puissance est uniquement obtenue à la plaine échelle de tension pendant que le courant est limité à une valeur spécifique. L’application de la pleine échelle de tension des alimentations DC programmables sur un dispositif à tester est rare, ce qui signifie dans la plupart des cas, que la source DC n’est pas utilisée à son potentiel de puissance optimal.

Exemple d’application

La tendence d’une distribution électrique 380 VDC pour les parcs de serveurs a été suggérée en tant que méthode efficace de fourniture d’énergie au sein des centres de données. Les principaux fabricants comme Cisco et Juniper ont adopté cette technologie, croyant que la conversion simplifiée se traduirait par des économies d’énergie significatives.

Pour les besoins de cet exemple, les spécifications de puissance de la plateforme Cisco Nexus 9500 est un total de 3000W avec une gamme de tension d’entrée de 192 VDC – 400 VDC. Cette large gamme de fonctionnement signifie que la commutation utilise beaucoup plus de courant à faible tension.

Spécifications de puissance du Cisco Nexus 9500

Propriétés des alimentations AC/DC
Cisco Nexus 9500 Plattform
Puissance3150W
Tension d’entrée
200 à 277V AC ou
240 à 380V DC (normal)
192 à 400V DC (min. – max.)
Fréquence47 Hz à 63 Hz
Rendement
90% ou supérieur (charge 20 à 100%)

Le courant d’entrée est :

  • A 192 Vdc, il est de 3150W / 192Vdc = 16,4 Adc
  • A 420 Vdc, il est de 3150W / 420Vdc = 7,5 Adc

Lors de la sélection d’une source de puissance programmable adaptée pour le test, les ingénieurs doivent tenir compte des situations les pires en tension et en courant, à savoir 400 VDC et 16,4 ADC. Gardez à l’esprit que la plupart des tests de vérification de la conception sont plus compliqués et pourraient atteindre 180 Vdc. Dans ce cas, le courant augmenterait à 17,5 Adc. Jetons un coup d’œil aux anciennes alimentations DC programmables. La plupart des fabricants proposent un modèle de sortie 500 Vdc.

Pour dimensionner une application, il faudrait :

  • 500 Vdc x 16,4 ADC = 8.200 W

Dans ce cas, une source fonctionnant en carré d’au moins 8,2 kW est nécessaire pour répondre aux deux cas de test extrêmes. La plupart des fabricants proposent une solution 5, 10, 15 kW, donc les ingénieurs seraient obligés de choisir une solution 10 kW, juste pour tester un produit de 3150 W. Ci-dessous, un exemple où l’alimentation 8/10 kW délivre un maximum de 20 Adc.

Spécifications de puissance en fonctionnement carré

Puissance4/5 kW8/10 kW12/15 kW
TensionCourantCourantCourant
500102030

Les avantages du changement de gamme automatique

Dans l’exemple précédent, une alimentation d’au moins 8,2 kW est nécessaire pour tester les cas extrêmes du dispositif sous test. Le modèle EA PSI 9500-30 3U propose 5000W et délivre 0-500 Vdc et jusqu’à 30 Adc.

Spécifications de puissance en changement de gamme automatique de laPSI 9500-30 3U

PuissancePSI 9500-30 3U
Gamme & tension nominales
0 … 500 V
Gamme & courant nominal
0 … 30 A
Gamme & puissance nominale0 … 5000 W

Avec une puissance nominale de 5000W, la source est capable de délivrer :

  • A 192 Vdc : 5000W/192Vdc = 26,0 Adc
  • A 420 Vdc : 5000W/420Vdc = 11,9 Adc

Dans ce cas, l’alimentation à changement de gamme automatique Elektro-Automatik est évaluée à tout juste la moitié de la puissance d’une alimentation ancienne génération, tout en fournissant plus de courant et en laissant suffisamment d’espace, même dans le cas DVT inférieur à 180 Vdc.

En général, les alimentations ont un rapport $ X / watt. Plus la puissance est élevée, plus le coût est élevé. Une alimentation à changement de gamme automatique peut coûter deux fois moins chère que les alimentations ancienne génération.

Lors de la sélection d’une alimentation à changement de gamme automatique, il est nécessaire de prendre en compte l’avenir et le passage éventuel à d’autres applications. Et si au lieu de 400 Vdc, la tension d’entrée était élevée à 600 Vdc ? Pourquoi ne pas utiliser une source 750 Vdc ?

La PSI 9750-20 3U propose toujours 5000 W et délivre 750 Vdc et jusqu’à 20 Adc. La source répond toujours aux besoins de l’application, mais propose dorénavant l’avantage d’une sortie tension plus élevée. Dans le graphique du changement de gamme automatique, c’est ce qui est indiqué “Extra Range” (gamme supplémentaire).

Systèmes de test automatisés

L’intégration ATE est souvent simplifiée en utilisant des alimentations DC à changement de gamme automatique. Les conceptions ATE se composent généralement de plusieurs alimentations DC afin de répondre aux diverses exigences des dispositifs à tester ou une seule alimentation surdimensionnée pour répondre aux exigences de puissance, tension et courant élevés. L’utilisation d’une source à changement de gamme automatique permet à la fois des économies financières et d’encombrement dans les conceptions ATE.

Interfaces numériques de contrôle à distance

La plupart des solutions Elektro-Automatik proposent une sélection d’interfaces numériques de contrôle à distance de pointe appelées “Anybus”. Les modules se connectent simplement sur le panneau arrière. Le large choix d’interfaces évite le recours à des convertisseurs numériques instables et onéreux.

Interfaces disponibles
RS232 / CAN Open / Profibus / ProfiNet I/O 1-2 Port / Ethernet (1/2 Port) / ModBus TCP / CAN / EtherCAT

Solutions hautes puissances

Les solutions à changement de gamme automatique Elektro-Automatik commence à seulement 160W et d’etendent jusqu’à 480 kW. Nous proposons des solutions intégrées complètes clé en main pouvant être personnalisées selon vos besoins.

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