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.

Gama de produtos PSI 9000 com escala automática

O princípio da autoranging

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
potência 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:

  • Em 192 Vdc, isso é 3.150W / 192Vdc = 16,4 Adc
  • A 420 Vdc, 3.150W / 420Vdc = 7,5 Adc

Ao selecionar uma fonte de corrente programável apropriada para o teste, os engenheiros devem considerar o pior caso de tensão de 400 VCC e o pior caso de corrente de 16,4 ADC. Lembre-se de que a maioria dos testes de verificação de projeto são mais extremos e podem chegar a 180 Vdc. Neste caso, a corrente aumentaria para 17,5 ADC. Vejamos uma fonte CC quadrada programável. 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.

Nesse caso, uma fonte de operação quadrada de pelo menos 8,2 kW é necessária para atender aos dois casos de canto do teste. A maioria dos fabricantes oferece uma solução de 5, 10, 15 kW, portanto os engenheiros seriam forçados a escolher uma solução de 10 kW apenas para testar um produto de 3.150 W. Abaixo está um exemplo de fornecimento de 8/10 kW fornecendo no máximo 20 Adc.

potência 4/5 kW8/10 kW12/15 kW
tensão eletricidadeeletricidadeeletricidade
500102030

Tabela: Especificações para potência operacional quadrática

Vantagens da seleção automática

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.

potência 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 escala automática PSI 9500-30 3U

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

  • Em 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 ATE é freqüentemente simplificada pela autoranging dos suprimentos DC. Os projetos ATE normalmente incluem várias fontes CC para atender a vários requisitos de DUT ou uma única fonte superdimensionada para atender aos requisitos de alta potência, tensão e corrente. Usar uma fonte de autorange pode economizar custos e espaço valioso em projetos ATE.

Interfaces remotas digitais

A maioria das soluções da EA Elektro-Automatik oferece uma seleção líder do setor de interfaces remotas digitais denominadas “Anybus”. Os módulos são simplesmente plugados na parede posterior e podem ser reproduzidos. A ampla gama de interfaces evita a necessidade de conversores digitais instáveis e caros.

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

Soluções de alto desempenho

As soluções de autoranging da Elektro-Automatik começam em apenas 160 W e vão até 480 kW. Oferecemos soluções integradas completas e prontas para uso que podem ser personalizadas de acordo com suas necessidades.

Resumo

Autoranging é uma função valiosa no ambiente de teste de hoje. Os benefícios são fáceis de ver. Se você tiver alguma dúvida ou precisar de ajuda para especificar uma solução, entre em contato conosco ou ligue para nós. Nós estamos aqui para ajudar!

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