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Autoranging

Potência constante com entrada variável

Mais possibilidades

Com apenas uma fonte

Com a crescente prevalência de consumidores de DC que consomem energia em aplicações comerciais e residenciais e o foco crescente na introdução de sistemas de eficiência energética para atender às ambiciosas metas nacionais, o debate sobre as vantagens relativas dos sistemas baseados em AC em relação aos sistemas baseados em DC se intensificou.

Os componentes incluem conversores (retificadores centrais e conversores DC-DC), disjuntores DC, unidades de distribuição de energia DC (PDUs) e sistemas de gerenciamento de energia DC (monitoramento e controle) que são instalados para conversão no prédio, andar / sala e dispositivo nível.

As fontes de energia DC programáveis são uma ferramenta essencial no desenvolvimento de produtos e testes de produção de uma ampla gama de dispositivos e sistemas eletrônicos. Em muitos casos, o teste funcional exige que o dispositivo em teste seja exposto a uma variedade de condições operacionais. Em alguns casos, o DUT consumirá energia constante sob condições de entrada variáveis.

Exemplos comuns são drives de motor DC e fontes DC / DC reguladas. Em tais circunstâncias, a capacidade da fonte CC programável de fornecer corrente aumentada a uma tensão de saída reduzida é valiosa. Essa habilidade é conhecida como “autoranging”. Com fontes de alimentação DC sem seleção automática, o usuário frequentemente tem que superdimensionar o dispositivo em teste ou usar várias fontes para testá-lo em condições de tensão de entrada variáveis.

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Gama de produtos PSI com auto-alternância

O princípio da autorregulação

Quando uma fonte DC programável oferece automaticamente uma ampla faixa de saída para tensão e corrente para manter a potência de saída total em uma ampla faixa operacional, isso é chamado de escala automática. O diagrama abaixo mostra a operação de quadrado convencional e de escala automática.

O princípio básico de operação é simples. A fonte fornece automaticamente aumento de corrente em tensões mais baixas, maximizando a flexibilidade no teste. Isso permite que os usuários testem múltiplas combinações de tensão e corrente com uma única fonte.

As fontes de alimentação CC convencionais são baseadas em uma curva operacional quadrática e limitada. Isso significa que a potência total só é alcançada com a tensão de fundo de escala, pois a corrente é limitada a um determinado valor. Aplicar a tensão de escala total das fontes CC programáveis a um DUT é raro, o que significa que na maioria dos casos a fonte CC não será usada em todo o seu potencial.

Exemplo de aplicação

A tendência de distribuição de energia de 380 VCC para farms de servidores foi sugerida como um método eficiente de fornecimento de energia em um data center. Os principais fabricantes como Cisco e Juniper adotaram essa tecnologia porque acredita-se que a conversão simplificada resultará em economia de energia significativa.

Para os fins deste exemplo, as especificações de energia da plataforma Cisco Nexus 9500 de switches da série totalizam 3.000 W com uma faixa de tensão de entrada de 192 VCC – 400 VCC. Esta grande faixa de operação significa que a chave irá consumir muito mais corrente quando estiver operando em baixa tensão.

Características da fonte de alimentação AC / DC Plataforma Cisco Nexus 9500
Energia 3150W
Tensão de entrada 200 a 277 V CA ou
240 a 380 V DC (normal)
192 a 400 V DC (mín. – máx.)
frequência 47 Hz a 63 Hz
Eficiência 90% ou superior (carga de 20 a 100%)

Tabela: Especificações de desempenho do Cisco Nexus 9500

A corrente de entrada é:

  • A 192 VDC, 3.150W/192VDC = 16,4 ADC
  • A 420 VDC, 3.150W/420VDC = 7,5 ADC

Ao selecionar uma fonte de corrente programável adequada para o teste, os engenheiros devem ter em conta tanto a tensão mais desfavorável de 400 VDC como a corrente mais desfavorável de 16,4 ADC. Lembre-se que a maioria dos testes de verificação de conceção são mais extremos e podem atingir 180 Vdc. Neste caso, a corrente aumentaria para 17,5 ADC. Vejamos uma fonte de alimentação DC programável quadrada. A maioria dos fabricantes oferece um modelo com saída de 500 Vdc.

Para o dimensionamento, a significaria para a aplicação:

  • 500 VDC x 16,4 ADC = 8.200 W

Neste caso, é necessária uma fonte de funcionamento quadrado de, pelo menos, 8,2 kW para servir ambos os casos de canto do ensaio. A maioria dos fabricantes oferece uma solução de 5, 10 ou 15 kW, pelo que os engenheiros seriam obrigados a escolher uma solução de 10 kW só para testar um produto de 3150 W. Abaixo está um exemplo de uma fonte de 8/10 kW que fornece um máximo de 20 ADC.

Energia 4/5 kW8/10 kW12/15 kW
Voltagem EnergiaEnergiaEnergia
500102030

Tabela: Especificações para a potência operacional quadrada

Vantagens da auto-calibração

No exemplo anterior, uma potência mínima de 8,2 kW é necessária para testar os casos de canto dos requisitos do DUT. O EA PSI 9500-30 3U é projetado para 5.000 W e fornece 0-500 Vdc e até 30 Adc.

Energia PSI 9500-30 3U
Tensão nominal e faixa 0 … 500 V
Corrente nominal e faixa 0 … 30 A
Potência nominal e faixa 0 … 5000 W.

Tabela: Especificações de desempenho de autoranging PSI 9500-30 3U

Com uma potência nominal de 5.000W, a fonte é capaz de fornecer os seguintes valores:

  • A 192 Vdc, 5.000W/192Vdc = 26,0 Adc
  • A 420 Vdc, 5.000W/420Vdc = 11,9 Adc

Neste caso, a alimentação de escala automática do eletro-automático é apenas metade da potência da alimentação quadrada convencional, mas oferece mais potência e permite uma grande altura geral, mesmo na caixa DVT até 180 Vdc.

Em geral, $ X / watt se aplica a fontes de alimentação. Isso significa: quanto maior o desempenho, maiores os custos. Uma fonte de alimentação com escala automática pode custar até metade do custo de uma fonte de alimentação tradicional.

Ao escolher uma unidade de fonte de alimentação com escala automática, você deve, portanto, planejar com antecedência. E se a tensão de entrada aumentasse para cerca de 600 Vdc em vez de 400 Vdc? Então por que não usar uma fonte de 750 Vdc?

O PSI 9750-20 3U é novamente projetado para 5.000 W e fornece 750 Vdc e até 20 Adc. A fonte ainda atende aos requisitos da aplicação, mas tem a vantagem de uma tensão de saída mais alta. Esta é a “área extra” no diagrama de escala automática.

Sistemas de teste automatizados

A integração de ATE é muitas vezes simplificada por fontes de alimentação CC de variação automática. Os projectos de ATE incorporam normalmente várias fontes de alimentação CC para satisfazer diferentes requisitos de DUT ou uma única fonte sobredimensionada para satisfazer requisitos de alta potência, tensão e corrente. A utilização de uma fonte de gama automática pode poupar custos e espaço valioso nos projectos de ATE.

Interfaces remotas digitais

A maioria das soluções EA Elektro-Automatik oferece uma gama de interfaces remotas digitais líder na indústria, denominada “Anybus”. Os módulos são simplesmente ligados à parede traseira e podem ser reproduzidos. A vasta gama de interfaces evita a necessidade de conversores digitais instáveis e dispendiosos.

Interfaces disponíveis
RS232 / CAN Open / Profibus / ProfiNet E/S 1-2 portas / Ethernet (1/2 porta) / ModBus TCP / CAN / EtherCAT

Soluções de alto desempenho

As soluções de comutação automática da Elektro-Automatik começam com apenas 160 W e vão até 480 kW. Oferecemos soluções integradas chave-na-mão completas que podem ser personalizadas de acordo com as suas necessidades.

Resumo

A auto-mutação é uma função valiosa no ambiente de teste atual. As vantagens são fáceis de ver. Se tiver alguma dúvida ou precisar de ajuda para especificar uma solução, contacte-nos ou ligue-nos. Teremos todo o gosto em ajudá-lo!

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