Autoranging

Stała moc przy zmiennym wejściu

Więcej możliwości

Tylko z jednym źródłem

Wraz z rosnącym rozpowszechnieniem energochłonnych odbiorników prądu stałego w zastosowaniach komercyjnych i domowych oraz rosnącym naciskiem na przyjęcie systemów energooszczędnych w celu osiągnięcia ambitnych celów krajowych, nasiliła się debata na temat względnych zalet systemów opartych na prądzie zmiennym i stałym.

Komponenty obejmują konwertery (prostowniki centralne i konwertery DC-DC), wyłączniki prądu stałego, jednostki dystrybucji zasilania DC (PDU) oraz systemy zarządzania zasilaniem DC (monitoring i kontrola) zainstalowane w celu konwersji na poziomie budynku, piętra/pomieszczenia i urządzenia.

Programowalne źródła prądu stałego są podstawowym narzędziem w rozwoju produktu i testowaniu produkcyjnym szerokiej gamy urządzeń i systemów elektronicznych. W wielu przypadkach, badania funkcjonalne wymagają poddania badanego urządzenia różnym warunkom pracy. W niektórych przypadkach, DUT pobiera stałą moc przy zmiennych warunkach wejściowych.

Typowymi przykładami są napędy silników prądu stałego i regulowane zasilacze DC/DC. W takich okolicznościach, zdolność programowalnego źródła prądu stałego do dostarczania zwiększonego prądu przy zmniejszonym napięciu wyjściowym jest cenna. Ta zdolność jest znana jako “autoranging”. W przypadku zasilaczy DC bez automatycznej zmiany napięcia, użytkownik często musi przewymiarować DUT lub użyć wielu zasilaczy, aby przetestować go w zmiennych warunkach napięcia wejściowego.

YouTube

Mit dem Laden des Videos akzeptieren Sie die Datenschutzerklärung von YouTube.
Mehr erfahren

Video laden

Zakres PSI 9000 z automatyczną zmianą

Zasada autorozmieniania

Gdy programowalne źródło prądu stałego automatycznie zapewnia szeroki zakres wyjściowy zarówno dla napięcia jak i prądu, aby utrzymać pełną moc wyjściową w szerokim zakresie roboczym, nazywa się to autoranging. Poniższy schemat przedstawia zarówno konwencjonalną pracę w trybie kwadratowym, jak i autoranging.

Podstawowa zasada działania jest prosta. Źródło automatycznie dostarcza zwiększony prąd przy niższym napięciu, maksymalizując elastyczność testów. Pozwala to użytkownikom na testowanie wielu kombinacji napięć i prądów przy użyciu jednego źródła.

Konwencjonalne zasilacze DC oparte są na kwadratowej, ograniczonej krzywej działania. Oznacza to, że pełna moc jest osiągana tylko przy pełnym napięciu skali, ponieważ prąd jest ograniczony do pewnej wartości. Zastosowanie pełnej skali napięcia programowalnych zasilaczy DC do DUT jest rzadkie, co oznacza, że w większości przypadków źródło DC nie jest wykorzystywane w pełni swojego potencjału mocy.

Przykład zastosowania

Trend dystrybucji zasilania 380 VDC dla farm serwerów został zaproponowany jako efektywna metoda zasilania w centrum danych. Czołowi producenci, tacy jak Cisco i Juniper, przyjęli tę technologię, ponieważ uważa się, że uproszczona konwersja przyniesie znaczne oszczędności energii.

Na potrzeby tego przykładu specyfikacje zasilania przełączników Cisco Nexus 9500 Platform of Series wynoszą 3000 W przy napięciu wejściowym w zakresie 192 VDC – 400 VDC. Tak szeroki zakres pracy oznacza, że przełącznik pobiera znacznie więcej prądu przy pracy niskonapięciowej.

Charakterystyka zasilacza AC/DC Platforma Cisco Nexus 9500
Moc 3150W
Napięcie wejściowe 200 do 277V AC lub
240 do 380V prądu stałego (normalny)
192 do 400V prądu stałego (min. – max.)
Częstotliwość 47 Hz do 63 Hz
Wydajność 90% lub więcej (20 do 100% obciążenia)

Tabela: Specyfikacje wydajnościowe Cisco Nexus 9500

Prąd wejściowy wynosi:

  • Przy 192 Vdc, 3,150W/192Vdc = 16.4 Adc
  • Przy 420 Vdc, 3,150W/420Vdc = 7,5 Adc

Przy wyborze odpowiedniego programowalnego źródła prądu do testów, inżynierowie muszą wziąć pod uwagę zarówno najgorsze napięcie 400 VDC, jak i najgorszy prąd 16,4 ADC. Pamiętaj, że większość testów weryfikacji projektu jest bardziej ekstremalna i może sięgać nawet 180 Vdc. W tym przypadku prąd wzrósłby do 17,5 ADC. Przyjrzyjmy się kwadratowemu programowalnemu zasilaczowi DC. Większość producentów oferuje model z wyjściem 500 Vdc.

Dla celów doboru wielkości, a oznacza dla danego zastosowania:

  • 500 Vdc x 16,4 ADC = 8,200 W

W tym przypadku wymagane jest kwadratowe źródło robocze o mocy co najmniej 8,2 kW, aby obsłużyć oba przypadki narożne testu. Większość producentów oferuje rozwiązania o mocy 5, 10, 15 kW, więc inżynierowie byliby zmuszeni do wyboru rozwiązania o mocy 10 kW tylko po to, aby przetestować produkt o mocy 3150 W. Poniżej przedstawiono przykład zasilania 8/10 kW dostarczającego maksymalnie 20 adc.

Moc 4/5 kW8/10 kW12/15 kW
Napięcie MocMocMoc
500102030

Tabela: Dane techniczne dla kwadratowej mocy roboczej

Zalety autorotacji

W poprzednim przykładzie, minimalna moc 8,2 kW jest wymagana do przetestowania narożnych przypadków wymagań DUT. EA PSI 9500-30 3U ma moc znamionową 5000 W i dostarcza napięcie 0-500 Vdc oraz do 30 Ac.

Moc PSI 9500-30 3U
Napięcie znamionowe i zakres 0 … 500 V
Prąd znamionowy i zakres 0 … 30 A
Moc znamionowa i zasięg 0 … 5000 W

Tabela: Dane techniczne PSI 9500-30 3U z automatyczną zmianą ustawień

Przy mocy znamionowej 5000W, źródło jest w stanie zapewnić następujące parametry:

  • Przy 192 Vdc, 5,000W/192Vdc = 26.0 Adc
  • Przy 420 Vdc, 5 000W/420Vdc = 11,9 Adc

W tym przypadku zasilanie autoranging w elektro-auto jest tylko o połowę mocniejsze niż konwencjonalne zasilanie kwadratowe, ale dostarcza więcej prądu i umożliwia duży headroom, nawet w pakiecie DVT do 180 Vdc.

Ogólnie rzecz biorąc, $X / Watt stosuje się do zasilaczy. Oznacza to, że im wyższa moc, tym wyższe koszty. Zasilacz z automatyczną wymianą może być nawet o połowę tańszy od tradycyjnego zasilacza.

Wybierając zasilacz autoranging, należy więc planować z wyprzedzeniem. Co by było, gdyby zamiast 400 Vdc, napięcie wejściowe wzrosło do około 600 Vdc? Dlaczego więc nie użyć źródła 750 Vdc?

PSI 9750-20 3U ma moc 5000 W i dostarcza 750 Vdc oraz do 20 Ac. Źródło nadal spełnia wymagania aplikacji, ale oferuje korzyść w postaci wyższego napięcia wyjściowego. Na diagramie autoranging jest to “obszar dodatkowy”.

Zautomatyzowane systemy testowe

Integracja ATE jest często uproszczona poprzez automatyczną zmianę napięcia zasilającego DC. Projekty ATE zazwyczaj zawierają wiele zasilaczy DC, aby sprostać różnym wymaganiom DUT, lub pojedynczy nadwymiarowy zasilacz, aby sprostać wysokim wymaganiom mocy, napięcia i prądu. Użycie źródła autorange może zaoszczędzić zarówno koszty, jak i cenne miejsce w konstrukcjach ATE.

Cyfrowe interfejsy zdalne

Większość rozwiązań EA Elektro-Automatik oferuje wiodący w branży wybór cyfrowych interfejsów zdalnych zwanych “Anybus”. Moduły są po prostu podłączane do tylnego panelu i mogą być odtwarzane. Szeroki zakres interfejsów pozwala uniknąć konieczności stosowania niestabilnych i kosztownych konwerterów cyfrowych.

Dostępne interfejsy
RS232 / CAN Open / Profibus / ProfiNet I/O 1-2 porty / Ethernet (1/2 portu) / ModBus TCP / CAN / EtherCAT

Wysokowydajne rozwiązania

Rozwiązania autorangingowe firmy Elektro-Automatik zaczynają się od zaledwie 160 W i osiągają moc do 480 kW. Oferujemy kompletne, zintegrowane rozwiązania “pod klucz”, które mogą być dostosowane do Twoich potrzeb.

Streszczenie

Autoranging jest cenną cechą w dzisiejszym środowisku testowym. Zalety są łatwe do zauważenia. Jeśli masz jakieś pytania lub potrzebujesz pomocy w wyborze rozwiązania, skontaktuj się z nami lub zadzwoń do nas. Chętnie Ci pomożemy!

Formularz kontaktowy

Potrzebujesz więcej informacji lub indywidualnej oferty? W takim razie czekamy na Państwa kontakt.
Członek naszego zespołu sprzedaży lub jeden z naszych przedstawicieli odpowie Ci tak szybko, jak to będzie możliwe.

    Akceptuję ochronę danych

    * Pole obowiązkowe

    Odniesienie do tłumaczenia

    Tłumaczenie tej strony jest wykonywane za pomocą sztucznej inteligencji. Dlatego przepraszamy za wszelkie błędy i niedociągnięcia językowe. Algorytmy językowe są stale udoskonalane.

    Zamknij