宽范围

可变输入下维持恒定功率

更多可能性

仅一台电源

随着在商业和住宅应用中直流(DC)负载的不断普及,以及越来越多地关注节能系统,成为各个国家的目标,对于AC与DC系统相对优点的争论越来越激烈。

这类设备包括转换器(中央整流器和DC-DC转换器),直流断路器,直流配电设备(PDU),以及直流电能管理系统(监视和控制),安装在建筑物、楼层/房间和设备上。

可编程直流电源是在众多电子设备和系统的开发以及生产测试中是一个必不可少的工具。 在很多情况下,功能测试要求被测设备(DUT)满足各种操作条件。在有些情况下,DUT在可变输入条件下消耗恒定功率。

常见例子是直流电机驱动并调整直流/直流电源。 在此情况下,可编程直流电源可以低电压高电流输出。 此功能称为“宽范围”。 无宽范围的直流电源,通常需要用户加大电源或使用多台电源,以满足在输入电压变化条件下测试被测设备。

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拥有宽范围功能的PSI 9000系列

宽范围原理

“宽范围”是一个术语,指的是可编程直流电源自动提供宽范围的输出电压和电流,以便在不同条件下保持满功率输出。 下图描述了传统矩形与宽范围的操作。

其操作原理非常简单。电源在较低电压下自动增大电流,最大限度地提高灵活性。 这种解决方案用单台电源来解决多个电压和电流组合需求。

传统的直流源输出基于“方形”、有限的工作曲线。 意味着,电流被限制在指定值内,因此只有在满电压下才能实现满功率。 将可编程直流电源的满电压加到被测设备的情况是很少的,意思是在多数情况下,直流电源未充分利用全电源电位。

应用案例

服务器场的380 VDC配电趋势,已作为数据中心供电的有效方法。像Cisco和Juniper这样的顶级制造商都采用了这种技术,因为简化转换可以节省大量电能。

在本示例中,Cisco Nexus 9500平台系列交换机的电源规格总计为3,000W,输入电压范围为192 VDC – 400 VDC。 这种广泛的操作范围,意味着在低电压模式下,该开关可汲取更多电流。

AC / DC电源属性
Cisco Nexus 9500 Plattform
功率
3150W
输入电压
200至277V AC或
240至380V DC(常规)
192(最小值)至400V DC(最大值)
频率
47Hz至63Hz
效率
90%或更高(带载20%至100%)

表格:Cisco Nexus 9500 电源规格

输入电流

  • 在192 Vdc时,3,150W/192Vdc = 16.4 Adc
  • 在420 Vdc时,3,150W/420Vdc = 7.5 Adc

若要为测试选择一合适的可编程电源,工程师必须考虑最坏情况下400 VDC电压和16.4 ADC的电流。 注意,多数验证测试的设计都较极端,甚至可以测试低至180 Vdc。 此时,电流将增大到17.5 Adc。我们看看传统方形或敢说的传统可编程直流电源,大多数厂家会推荐500 Vdc输出的型号。

为该应用量身打造意味着:

  • 500 Vdc x 16,4 ADC = 8.200 W

在此情况下,需要至少8.2 kW的方形电源,才能同时满足这两种极端条件。多数厂商会提供5、10、15 kW解决方案,因此工程师被迫只能选10 kW方案,仅用于测试3,150 W的产品。 以下是8/10 kW电源提供最大20 Adc的范例。

功率
4/5 kW8/10 kW12/15 kW
电压
电流
电流
电流
500102030

表:方形电源规格

宽范围优点

在前面示例中,需要至少8.2 kW的电源,来测试被测设备的特殊情况。 而EA PSI 9500-30 3U的额定功率为5,000W,并提供0-500 Vdc和最高30 Adc。

功率
PSI 9500-30 3U
额定电压和范围
0 … 500 V
额定电流和范围
0 … 30 A
额定功率和范围
0 … 5000 W

表:PSI 9500-30 3U 宽范围电源规格

额定功率为5,000W的电源可提供:

  • 在192 Vdc时,5,000W/192Vdc = 26.0 Adc
  • 在420 Vdc时,5,000W/420Vdc = 11.9 Adc

在此情况下,EA宽范围电源的额定功率仅为传统方形电源的一半,却可提供更大的电流,并留有充足的空间,甚至在DVT情况下可下降至180 Vdc。

通常,电源是以$ X /瓦。 功率越高,成本越高。 而一台宽范围电源的成本可能只是传统电源的一半。

选择宽范围电源时仅要考虑的一件事就是,为未来做计划或将其应用到其他应用中。 如果输入电压不是400 Vdc,而增加到600 Vdc,该怎么办? 那为何不使用750 Vdc电源呢?

PSI 9750-20 3U的额定功率也是5,000 W,并提供750 Vdc和最高20 Adc。 该电源仍可满足应用要求,还具有更高电压输出优势。 在宽范围图中,这就是“额外的范围”。

自动化测试系统

使用宽范围直流电源通常可以简化ATE集成。 ATE设计通常包含多个直流电源来满足各种DUT要求,或者一个大型电源来满足大功率、高电压和高电流要求。使用宽范围电源可以在ATE设计中节省成本又省空间。

数字式远程接口

EA的大多数解决方案都会提供“ Anybus”,这是行业领先的数字远程接口。这些模块只需插入后面板即插即用。 多款可选接口避免用户使用不稳定且昂贵的数字转换器。

可用接口
RS232 / CAN Open / Profibus / ProfiNet I/O 1-2 Port / Ethernet (1/2 Port) / ModBus TCP / CAN / EtherCAT

大功率解决方案

EA的宽范围解决方案从160W开始,扩展到480 kW。 我们可根据客户需求定制完整的交钥匙集成方案。

总结

宽范围是目前测试环境中的一项重要功能。如果您在确定解决方案时有疑问或需要帮助,请联系我们,很乐意为您提供帮助!

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