Новая нагрузка постоянного тока от GW Instek - PEL-73031E: «Мощность под контролем интеллекта»

Новая нагрузка постоянного тока от GW Instek - PEL-73031E: «Мощность под контролем интеллекта»

Коллектив АО «ПриСТ»

Компания GW Instek (Тайвань) анонсировала выпуск новой одноканальной электронной нагрузки PEL-73031E (1 В…150В; до 6А/ 60А) с нагрузочной способностью до 300 Вт при отборе электрической мощности. В серию PEL-73000E в настоящее время включена 1 модель, которая является адаптированной версией нагрузки ранее выпущенной линейки PEL-73000.

Серия PEL-73000E разработана с целью тестирования нагрузочной способности источников постоянного напряжения с диапазоном мощностей от низких до средних значений током от 60 мА. Основные приложения и сферы применения новинки: тестирование электронных компонентов, устройств питания, аккумуляторных батарей, портативных подзарядок, систем резервного электропитания (power-bank) и др.

Рис.1 Внешний вид передней панели. (щелчок по изображению - увеличение)

Шасси PEL-73031E претерпело модернизацию, которая заключается в использовании улучшенных зажимов для входных клемм подключения объекта тестирования к нагрузке, а также в переносе гнезд BNC (мониторы U/ I) на заднюю панель корпуса. В новой аппаратной платформе на передней панели размещены гнезда обратной связи (Sense +/-), расположенные теперь максимально близко к функциональному входу. Данные гнезда используются для подключения к нагрузке в случае её удаленного размещения. Такая «рокировка» входов позволила минимизировать нестабильность напряжения при изменении тока в нагрузке, тем самым повысив точность измерений параметров при тестировании. Другие более важные новации коснулись внедрения дополнительных режимов и функций, которые будут рассмотрены ниже.

В первую очередь, новинку отличает широкий перечень поддерживаемых режимов отбора мощности, высокие технические характеристики и функциональные возможности. Среди важных особенностей модели - возможность задания высокой скорости нарастания тока (до 2,5 А/ мкс), увеличенное общее быстродействие нагрузки и её реакция при отборе электрической мощности (временное разрешение от 25 мкс), высокая точность измерений. PEL-73031E имеет удобный пользовательский интерфейс управления и настройки, дружественное внутреннее меню. Для визуального контроля режимов и считывания информации на передней панели использован большой цветной графический ЖК-дисплей.

PEL-73031E имеет семь (!) режимов работы. Среди них 4 основных режима работы - CC/ постоянный ток, CV/ постоянное напряжение, CR/ постоянное сопротивление и CP/ постоянная мощность. Доступны ещё три другие режима функционирования нагрузки (комбинированные): CC+CV, CR+CV, CP+CV. Таким образом, пользователь может выбрать необходимый режим отбора мощности нагрузки исходя из требований тестирования своей продукции.

В режиме C.C. электронная нагрузка будет потреблять ток от источника электрической мощности согласно заданного значения отбора (постоянный входной ток).

В режиме стабилизации напряжения (C.V.) электронная нагрузка будет поддерживать поглощение мощности с сохранением стабильного уровня входного напряжения в соответствии с заданной программой и его значением.

В режиме C.R. электронная нагрузка потребляет ток по линейному закону, т.е. строго в соответствии с соотношением «Уровень входного напряжения» / «Значение сопротивления в цепи».

В режиме C.P. электронная нагрузка будет отбирать мощность от нагрузки строго по заданному значению стабилизации Pвых, представляющему собой произведение Uвх x Iнагр. в соответствии с запрограммированными настройками параметра «Мощность».

Для удовлетворения требований различных тестовых приложений предусмотрены несколько режимов отбора мощности от нагрузки и ряд алгоритмов рассеяния электроэнергии от источника:

• статическая функция (Static) заключается в возможности поглощения постоянного тока (с тепловым рассеянием поглощенной электроэнергии);
• динамическая функция (Dynamic) представляет собой режим периодического переключения между двумя условиями рассеяния;
• функция «Последовательность» (Sequence) заключается в возможности проведения тестирования с профилем отбора входной мощности, включающим более чем 2 условия при поглощении тока нагрузки. Функция отбора мощности в режиме «Последовательность» имеет 2 разновидности последовательности по быстродействию - «Нормально (Normal Sequence)»/ «Быстро (Fast Sequence)».

Режим «Нормально» является предпочтительным средством создания сложных последовательностей, т.к. он наиболее гибок с точки зрения условий тестирования. Он позволяет оператору легко выполнить настройку профиля отбора мощности (набор изменений тока нагрузки) c использованием различных условий стабилизации (режим CC, CR, CV или CP), в том числе с регулируемой длительностью шагов и профиля в целом (диапазон времени: 1 мс … 999 ч 59 мин 59с). Функция последовательности «Быстро» обеспечивает увеличение скорости реакции электронной нагрузки (нарастание/ спад) до значений временного разрешения одного шага 25 мкс. Настройки параметров для нескольких последовательных шагов в профиле позволяют имитировать непрерывное изменение тока реального источника питания в различных ситуациях и условиях его эксплуатации.

Например, при использовании PEL-73031E для тестирования источников питания электродвигателей с частотно-регулируемым приводом оператор сначала может получить формы сигналов (эпюры U/I) с помощью осциллографа и преобразователя тока (пробника) и впоследствии использовать полученные сигналы для редактирования формы тока потребления (имитация сигналов в цепи питания) при помощи функции электронной нагрузки «Последовательность». Это позволяет протестировать электромеханический привод и оперативно выполнить анализ его текущего статуса. Функция «Плавный старт (Soft Start)» позволяет оператору задать необходимое время нарастания тока потребления от источника (выход на заданный режим). Она предназначена для установки необходимого времени достижения электронной нагрузкой номинального режима отбора мощности при заданном лимите тока, сопротивления или значении мощности. Установка правильного времени для плавного запуска является эффективным средством снижения колебаний выходного напряжения тестируемого источника электропитания, обусловленных переходными процессами и импульсами выходного тока. Стоит отметить, что обычно электронные нагрузки постоянного тока - не имеют такую полезную функцию.

При выполнении тестирования с быстропеременным током нагрузки эффект протекания тока по соединительным кабелям между PEL-73031E и подключенным устройством приводит к появлению переходного напряжения (падение напряжения на входных контактах нагрузки и проводах пропорционально величине переходного сопротивления). Эти явления неизбежно приведут к немонотонному нарастанию Uвх при включении электропитания. Наличие в новинке функции плавного нарастания при старте (Soft Start) обеспечит линейное увеличение выходного напряжения источника и предотвратит броски пускового тока (inrush) и связанные с ним набросы напряжения (surge).

Серия PEL-73000E оснащена функцией таймера (count time) для контроля общего времени поглощения энергии от источника (интервал активности режима рассеяния), которая помогает пользователям оценить тестируемый объект по выходной мощности. Функция отсечки по времени (Cut off) предназначена для пользователей, которым необходимо управлять и контролировать реальное время протекания тока нагрузки (current sink). Обе эти функции гибкого управления временными параметрам увеличивают адаптируемость электронной нагрузки при тестах для различных приложений. Режим защиты UVP может быть применен для тестирования разряда батареи (аккумулятора) при анализе процессов питания. При его активации режима электронная нагрузка прекратит отбор мощности если напряжение батареи станет меньше установленного порога UVP для защиты аккумулятора от избыточного разряда и необратимых процессов в батарее. Новинка поставляется заказчикам стандартно с терминалом аналогового управления для контроля входных параметров PEL-73031E по законам изменения внешнего напряжения, сопротивления или состояния контактов исполнительного реле. Кроме того, на гнезда аналогового управления выдаются сигналы о текущем статусе электронной нагрузки и команды отображения состояний схем защиты (сигнализация).

Режимы эксплуатации нагрузки

Нагрузки серии PEL-73000E при отборе мощности обеспечивают четыре основных состояния работы и 3 дополнительных композитных режима эксплуатации, образованных комбинацией одного из базовых режимов (CC, CR, CP) с функцией стабилизации напряжения (CV). Пользователь может задать разные сценарии отбора мощности (кривые тока нагрузки) под различные режимы, используя такие параметры как диапазон и пороговый уровень тока нагрузки, скорость нарастания силы тока, уровень входного напряжения и поглощаемый ток от источника.

Диапазон установки входного напряжения нагрузки имеет два уровня: Высокий (high) / Низкий (high). Диапазон установки тока нагрузки также имеет два уровня: Высокий (high) / Низкий (high), которые обеспечивают различное разрешение установке тока при отборе мощности для удовлетворения требований тестирования электротехнической продукции различной мощности.

Доступные параметры настройки и основные функциональные тесты в режимах CC, CR, CV, CP, а также в функции добавления к любому из них режима постоянного напряжения (CC+CV, CR+CV, CP+CV) следующие:

Режим	Установка параметра	Функциональный тест
CC	Ток	Регулировка напряжения нагрузки для источников питания
CR	Сопротивление	Активация источников питания и установка ограничения тока
CV	Напряжение	Ограничение тока источников питания и имитация батарей для теста зарядных устройств
CP	Мощность	Тест источников питания на максимальную мощность
+CV	Напряжение	Проведение теста со удержанием от перегрузки по току для защиты испытуемой схемы

Таб. 1

Функции в режиме отбора мощности: «Статический/ Динамический/ Последовательность»

Нагрузка серии PEL-73000E в соответствии с различными заданными условиями испытаний при пошаговом тестировании или проведении непрерывных измерений имеет возможность выбора скорости выполнения программы теста (нарастание/ мин. длительность шага) и требуемого режима работы эл. нагрузки с активацией при этом одного из трёх статусов отбора мощности: Статический, Динамический и Последовательность.

Подробное описание этих функций и совместимость режимов в одной испытательной программе приведены в таблице №2.

Операция/ функция	Статический режим	Динамический режим	Последовательность
			Быстрая	Нормальная
Выбор рабочего состояния	Единое фиксированное состояние	Переключение между двумя состояниями	Переключение между состояниями (более двух	Переключение между состояниями (более двух)
Рабочие режимы	Все режимы	CC или CR для обоих состояний	CC или CR для всех состояний	Все режимы для каждого состояния по отдельности
Доступные установки состояния	- Значение А - Значение B - Скорость нарастания	-Уровень 1/ 2 - Таймер 1/ 2 - Скорость нараст. 1/ 2	-Уровень - Таймер - Скорость нараст. - Другие…	-Уровень - Таймер - Скорость нараст. - Другие…
Сочетание последователь- ности шагов	_	_	- 1 последовательность - 1000 шагов - 1 шаг/ 25 мс	- 10 последовательностей - 1000 шагов - 1 шаг/ 1 мс
Другие функции	_	Выход синхронизации	Выход синхронизации	- Выход синхронизации - Функция нарастания тока

Таб. 2

Быстрая и Нормальная последовательность

Воспользуйтесь широкими ресурсами для создания выходного профиля в меню нагрузки и функциями его редактирования для получения указанных ниже форм сигналов. Пользователь может сохранять созданные проекты (эпюры отбора мощности) в памяти прибора и уже без использования ПК управлять электронной нагрузкой на месте применения, а также написанием и воспроизведением специфических программ, что сэкономит время и деньги.

Рис. 2 Fast Sequence Diagram (щелчок по изображению - увеличение)

Рис. 3 Normal Sequence Diagram (щелчок по изображению - увеличение)

EX. Power-driven tools simulation test

Рис. 4 Пример моделирования испытаний механических инструментов (щелчок по изображению - увеличение)

Плавный старт

Функция плавного нарастания U/I при старте в серии PEL-73000E обеспечит не только монотонное увеличение выходного напряжения источника, но также предотвратит выбросы тока при включении (inrush) и набросы напряжения (surge) на объекте тестирования. Например, в схеме испытаний светодиодов (LED) с использованием источника питания и эл. нагрузки постоянного тока (с активированной функцией плавного пуска) это поможет предотвратить броски тока и кратковременные перенапряжения, тем самым уберегая LED-нагрузку от повреждения.

Рис. 5 Функция плавного нарастания тока и напряжения (щелчок по изображению - увеличение)

Режимы защиты и контроля

Нагрузка серии PEL-73000E обеспечивает целый набор функций безопасной эксплуатации, включая защиту от перегрузки по току (OCP), от превышения напряжения (OVP), от перегрузки входной мощности (OPP), защиту от перегрева (OTP) и защиту нагрузки от от понижения напряжения (UVP). За исключением параметра OTP значения всех пороговых уровней защитных функций являются регулируемыми. Когда защитная функция активирована, то в случае наступления заданных условий, электронная нагрузка выдаст соответствующий сигнал и прекратит выполнение текущей операции. Помимо защитных режимов, функция задания значения предела (допускового лимита) также может использоваться для поддержания эксплуатационного статуса электронной нагрузки в процессе тестирования. Связанные параметры и функции приведены в таблице №3:

Функции\ Защита	OCP	OVP	OPP	OTP	UVP
Установка предела ограничения	V	V	V	_	V
Отключение нагрузки	V	V	V	Фиксированное значение	V
Функция ограничения	V	_	V	_	_

Таб. 3

Целевые сферы применения и прикладные функции

Нагрузка предназначена для анализа систем буферной подзарядки аккумуляторов, адаптеров сетевого питания, оборудования электропитания различного типа, тестирования батарей и портативных слаботочных зарядных устройств с учетом нижеследующих особенностей и рекомендаций.

Прикладные задачи и приложения:

• Новинка оптимальна для тестирования выходных характеристик источников и систем электропитания постоянного тока.
• Функции UVP или Cut Off наиболее востребованы при испытаниях батарей (цикл «До разряда»/ «Под нагрузкой»).
• Контроль качества и верификация надежности электронных компонентов, таких как переключатели, коммутаторы, реле, разъемы и предохранители.
• Помощь производителям электрооборудования с механическими приводами (частотным регулированием) в проведении оценки изделий с использованием режима «Последовательность», который имитирует токи в цепях управления приводами и в исполнительных устройствах.
• Предотвращение бросков тока и набросов напряжения на объекте тестирования с использованием функции плавного пуска (Soft Start), что идеально подходит для тестов диодов, в т.ч. при снятии характеристик LED-компонентов.

Комплект поставки:

• Сетевой кабель питания (1)
• Рук. по эксплуатации (1) / по программированию (1) – на CD-диске
• Соединит. кабель уд. Подключения/ Sense (GTL-105A: кр x1, черн x1)
• Прижимная шайба вх. терминалов (M6 x2)

Гарантия: 1 год

Автор:  Коллектив АО «ПриСТ»
Дата публикации:  02.06.2016