Серия PSU7-HV: новые высоковольтные импульсные программируемые источники питания мощностью до 1560 Вт

Серия PSU7-HV: новые высоковольтные импульсные программируемые источники питания мощностью до 1560 Вт

Компания GW Instek (Тайвань) анонсировала выпуск новых моделей в серии низкопрофильных импульсных источников PSU7 встраиваемых в стойку 19 (формат 1U). Пять высоковольтных источников (инд «HV»/ ВВ) имеют номинальную выходную мощность от 1500 до 1560 Вт, разнообразные сочетания диапазонов регулировки напряжения и тока (макс. Uвых до 600 В и Iвых до 15 А – см. табл.1), режимы стабилизации тока и напряжения, функции защиты (OCP, OVP, OTP), возможность программирования.

Новинки представляют собой мощные программно-управляемые импульсные источники питания (рис.1) с применением 16-битных цифровых энкодеров, которые можно гибко использовать в различных индустриальных приложениях для питания оборудования, в лабораторных условиях и в телекоммуникационных центрах.

Табл. 1

Модель	Uвых, В	Iвых, А	Pвых, Вт
PSU7 100-15	0 – 100	0 – 15	1500
PSU7 150-10	0 – 150	0 – 10	1500
PSU7 300-5	0 – 300	0 – 5	1500
PSU7 400-3.8	0 – 400	0 – 3,8	1520
PSU7 600-2.6	0 – 600	0 – 2,5	1560

Рис.1 Внешний вид источника питания (с установленными кронштейнами) (щелчок по изображению - увеличение)

Предусмотрена возможность программирования и мониторинга нагрузки, а также управления внешними устройствами через специальный аналоговый сигнальный разъем (I/O). Для подключения к ПК на задней панели имеются штатные интерфейсы ДУ RS-232/RS-485, USB, LAN и опционально GPIB. При подключении источника к управляющему ПК включается функция автоматической блокировки органов управления передней панели. Подача на нагрузку выходного напряжения производится электронным силовым коммутатором с исполнительной кнопкой «Out»/ Выход.

С появлением высоковольтных новинок линейка источников PSU7 GW Instek полностью закрывает нужды разработчиков и производственные потребности в диапазоне номиналов постоянного выходного напряжения 6 В…600В с токами нагрузки от 2,6 А до 200 А.

Базовые спецификации и особенности PSU7-HV:

• Прямоугольная вольтамперная характеристика (ВАХ - рис.2)
• Выходное напряжение до 600 В, макс. выходной ток до 15 А, макс. мощность 1560 Вт
• Параллельное соединение до 4-х источников, последовательно до 2-х (для Uвых ≤ 300 В)
• Защита от перенапряжения, перегрузки по току, пониженного напряжения сети питания, защита от перегрева и переполюсовки (КЗ)
• Звуковой сигнализатор ошибочных действий (предупреждение), сохранение в памяти настроек (профиль включения – из 3-х вариантов)
• Высокий КПД, высокая стабильность, малый дрейф, СДИ-дисплей: 4 разряда (U/ I)
• Интерфейсы: RS-232/RS-485, USB, LAN, вход/выход аналогового управления (I/O)
• Исполнение корпуса 1U для установки в 19 стойку (1U =43,6мм)
• Опции: GPIB, изолированный модуль внешнего управления «напряжение/ ток» (Isolated Voltage/ Current Control)
• Максимальная потребляема мощность 2000 ВА (однофазная сеть ~220 В)

Модели новой линейки имеют идентичный принцип управления и конструкцию, одинаковый набор функций и режимов, приведенный ниже:

• Два режима работы с выбором приоритета: режим стабилизации напряжения (CV) и режим стабилизации тока (CC), которые задаются пользователем в зависимости от установленных настроек, Значения тока и характера нагрузки.
• Возможность соединения источников для параллельной работы в режиме «Ведущий (master)/ Ведомый (slave)» с активным перераспределением тока.
• Применение 16-битных цифровых энкодеров обеспечивает высокую точность программирования/ считывания показаний, а также высокое разрешение уставок выходных параметров.
• Аналоговое программирование/мониторинг (4…20 мА; 0…5 В или 0…10 В – по выбору пользователя); последовательный порт позволяет осуществить соединение Multidrop («ветвящееся дерево») и управлять большим парком однотипных источников при помощи одного компьютера (до 31 источника: 1 ведущий + 30 ведомых).
• Функция блокировки клавиш передней панели (Lock), сохранение в памяти последних параметров настройки (профиля) для установки источника в состояние, предшествующее его выключению (3 комбинации).
• Компенсация падения напряжения на соединительных проводах к нагрузке благодаря терминалам удаленной обратной связи (Sense)
• Автоматическая регулировка скорости охлаждающего вентилятора для снижения шума и увеличения срока работы вентилятора.
• Значения выходного напряжения и тока одновременно отображаются на передней панели, на экран постоянно выдается исчерпывающая информация о текущих выходных параметрах и статусе источника.
• Отсутствие вентиляционных отверстий на верхней и нижней панели источника питания позволяет осуществлять монтаж корпусов вплотную друг к другу без зазоров и тем самым достичь высоких показателей удельной плотности мощности для стоечного монтажа и студийно-объектовых приложений.

Вольтамперная характеристика каждого из источников имеет форму прямоугольника, которая ограничивает область максимальных допустимых значений Uвых/ Iвых и определяет таким образом область выходной мощности (рис.2). максимальное значение Pвых достигается в точке пересечения предельных значений напряжения и тока (правый верхний угол ВАХ).

Источники оснащены режимами стабилизации тока и напряжения, а также функциями защиты от перегрузки по току, перенапряжения, от перегрева и переполюсовки полярности на выходных клеммах. Модели имеют внутреннюю память для хранения профилей настроек выходных параметров (запись/вызов). Разрешение регулирования по напряжению у всех моделей составляет 100 мВ, максимальное разрешение по току – 1 мА (в PSU7 300-5, PSU7 400-3.8, PSU7 600-2.6), 10 мА для источников PSU7 100-15, PSU7 150-10.

Рис. 2 (щелчок по изображению - увеличение)

Наличие высоковольтных номиналов Uвых в серии PSU7-HV ограничивает возможности каскадного (последовательного) соединения источников в ряде моделей. В новой линейке такой режим поддерживают только источники с Uвых ≤ 300 В. Для реализации мостовой схемы предусмотрены соединительные клеммы на задней панели, при помощи которых обеспечивается возможность параллельного соединения ИИП (до 4-х однотипных моделей) с целью четырехкратного увеличения выходного тока. Например, для модели PSU7 100-15 максимальное значение Iвых составит до 60 А.

Целевые приложения и сферы применения

В целом, новая серия PSU7-HV идеально подходит для первичного питания DC/DC преобразователей и сервоприводов индустриальных приложений. Целевая ниша источников питания PSU - интеграция в автоматизированные системы тестирования компонентов, где с их помощью выполняется испытания оборудования по искусственному старению для анализа поведения установленных в нем конденсаторов, а также организация постоянного смещения по напряжению до 600В пост. в связанных приложениях. Аналогичным образом тестируется оборудование на старение полупроводников и диодов. Источники востребованы в качестве оборудования для производства силовых полупроводников, автомобильной электроники и систем управления ею (контроль топлива, управление зажиганием, инжектора).

В новой серии источники питания до 100/ 150 В как нельзя лучше подходят для эксплуатации на производственных линиях монтажа SMD-компонентов, а также для испытаний IT-продукции, такой как - преобразователи DC, инверторы фоновой подсветки ЖК-панелей и роутеры, а также в целях общего применения в научных и заводских лабораториях.

Модели с выходным напряжением в диапазоне до 300-600 В наиболее оптимальны для организации стабильного электропитания при производстве высоковольтных электронных изделий (ФЭУ, солнечные панели), при проведении работ по наладке и ремонту ВВ оборудования. Отдельное направление измерительных приложений высоковольтных новинок, это питание лазеров, зарядка конденсаторов, тестирование пьезодвигателей.

Ещё одним самостоятельным направлением применении моделей серия PSU7-HV является тестирование программируемых контроллеров управления двигателем (ECU) используемых в 8-и и 12-и цилиндровых вариантах их исполнения и в роторных двигателях (ДВС).

Следует подробно рассмотреть две функции реализованные в новинках серии PSU7-HV: функция «Внутреннее сопротивление» (Internal Resistance) и режим гашения выходной электрической мощности «Рассеяние Вкл/ Выкл» выходного фильтра при помощи разрядного конденсатора (Bleeder ON/OFF).

1.Функция «Внутреннее сопротивление» используется для имитации специфичных источников питания, например, аккумуляторной батареи или панели солнечных элементов (ФЭУ), которые имеют внутреннюю резистивность (по сути, эквивалентно резистору). Такой внутренний резистор будет влиять на поведение батареи с точки зрения функционирования её выхода. Зачастую бывает трудно задействовать реальную батарею для питания объекта во время его испытаний и отладки, поэтому предпочтительнее вместо неё использовать внешний источник питания и с его помощью легко регулировать выходное напряжение во время теста. Это касается производителей автозапчастей и поставщиков электронных аксессуаров для автомобильной промышленности, которым необходимо моделировать поведение их продукции при совместной работе с реальной батареей в бортовой сети. Такое эмулирование также необходимо для изделий и продуктов, которые во время своей работы используются совместно с буферной батареей или эксплуатируются с панелями солнечных батарей (фотоэлементами).

2.Режим «Рассеяние Вкл/ Выкл» (Bleeder ON/OFF) предназначен для рассеивания мощности снимаемой с конденсаторов цепей выходной фильтрации при выключении питания источника и отключения от него нагрузки. Без использования гасящего резистора накопленный электрический заряд (а значит и высокий потенциал напряжения!) может оставаться на конденсаторах фильтра определенное время и быть потенциально опасным для персонала с точки зрения поражения электротоком. Кроме того, гасящие резисторы позволяют обеспечить плавность регулирования напряжения, выдаваемого источником, т.к. резистор оказывает минимальное нагрузочное воздействие на выходное напряжение. Например, промышленным источникам питания необходимо некоторое время «успокоения» для разряда конденсатора питания после снятия напряжения на выходе при испытаниях. Источники с наличием гасящего резистора способны увеличить производительность работы и пропускную способность производственной линии завода за счет снижения затрат времени, исключая это «мертвое» время и снижая простои на производстве. Источники серии PSU7-HV оборудованы такой функций в стандартной комплектации, они не требуют, какой-либо аппаратной модификации выходных цепей для применения в подобных индустриальных приложениях (встраивания гасящих, разрядных сопротивлений). Заводской установкой является включение источника с активированной функцией снятия заряда и рассеяния мощности по умолчанию (Bleeder ON).

Выбор приоритета стабилизации (CV/ CC)

бычные источники питания в функции стабилизации выходного напряжения (CV), который является основным режимом его работы при питании нагрузки, могут допускать появление бросков тока при пуске (inrush) и импульсов перенапряжения в момент его включения. В отличие от обычных, источники питания серии PSU7-HV имеют возможность выбора приоритета CV или CC в соответствии с тестовым приложением и типом нагрузки. Активируя режим CC (т.е. задав тем самым его приоритетность) можно предотвратить появление нежелательных пульсаций тока и выбросов напряжения при включении выхода источника с целью защиты питаемого устройства.

Рис. 3 Осциллограммы U/I в режиме стабилизации напряжения (CV) при включении питания. Отчетливо виден бросок тока и пульсации напряжения в нагрузке. (щелчок по изображению - увеличение)	Рис. 4 Плавное установление выходных параметров с использованием приоритета режима стабилизации тока (СС) при включении питания нагрузки. (щелчок по изображению - увеличение)

Регулируемая скорость нарастания

Источники питания серии PSU7-HV позволяют регулировать скорость нарастания выходного напряжения и тока. С помощью настройки параметра «время нарастания» и «время спада» пользователи могут верифицировать характеристики и поведение тестируемого объекта в целом в течение таких вариаций питающего напряжения и тока. Кроме того, функция регулировки скорости нарастания позволяет задать плавное увеличение выходного напряжения или тока в нагрузке (требуемую крутизну фронта), тем самым эффективно предотвращать её возможное повреждение быстрым скачком Uвых (voltage shift) или набросом пускового тока (inrush current), особенно в случае электропитания чувствительного приложения.

Эта функция наиболее оптимальна для тестирования емкостной нагрузки и электродвигателей различного исполнения (электромоторов). Диапазоны регулировки нарастания выходного сигнала напряжения и тока для всех моделей серии приведены в таблице 2.

Рис. 5 Регулируемая скорость нарастания напряжения (щелчок по изображению - увеличение)

Табл. 2

Модель	Скорость нарастания U	Скорость нарастания I
PSU7 100-15	0,001V ~ 1,000V/мс	0,001A ~ 0,150A / мс
PSU7 150-10	0,001V ~ 1,500V/мс	0,001A ~ 0,100A / мс
PSU7 300-5	0,001V ~ 1,500V/мс	0,001A ~ 0,025A / мс
PSU7 400-3.8	0,001V ~ 2,000V/мс	0,001A ~ 0,008A / мс
PSU7 600-2.6	0,001V ~ 2,400V/мс	0,001A ~ 0,006A / мс

Задержка включения/ выключения

Функция включения Uвых с задержкой на заданный пользователем временной интервал для задержки появления напряжения на выходе (ON delay time). Максимальное время задержки составляет до 100 с (разрешение 0,01с). Аналогичным образом работает функция отложенного по времени отключения выхода источника - OFF delay time. Выход источника будет отключен и напряжение Uвых будет снято с нагрузки только по истечении интервала времени заданного оператором (0,01 …99,99 с, разрешение 0,01 с). В случае внешнего управления источником по интерфейсу шины аналогового управления Параметры данной функции не доступны для регулировки. Максимальная погрешность установки времени задержки составляет ± 20 мс.

Задняя панель

Рис. 6 Внешний вид органов управления задней панели (щелчок по изображению - увеличение)

• Входные гнезда колодки сетевого питания (под винт): «L»/ »N»/ «G»
• Клеммы функционального выхода постоянного напряжения (терминалы +/-)
• Интерфейс USB / host
• Интерфейс LAN
• Интерфейс RS485/RS232 (RJ45)
• Слот для установки опционального интерфейса (1 из 3-х на выбор): карта GPIB / КОП (IEE488), карта ДУ/мониторинга по току (изолированная), карта ДУ/ мониторинга по напряжению (изолированная).
• Интерфейс аналогового программирования
• Клеммы подключения удаленной нагрузки (Remote Sense)

Конфигурация «Ветвящееся дерево» (Multi Drop)

Модели серии PSU7-HV дают возможность пользователю посредством одного устройства выступающего в качестве ведущего управлять целым парком подобных источников и формировать сети питания по признаку «ветвящееся дерево» (максимально до 31 прибора). Достаточно подключить к ПК один источник питания по любому из интерфейсов – USB, LAN, RS (опция - GPIB) и у пользователя появится возможность программного контроля и мониторинга множества источников, формируя разнообразные по топологии сети электропитания.

Для этого подключенный к ПК источник переводится в режим Master (Ведущий) назначением ему адреса 0. На всех подключаемых к нему источниках следует выбрать режим Slave (Ведомый) и присвоить им индивидуальные адреса от 1 до 31. При управлении с ПК необходимо только указывать для какого конкретного номера №№ предназначена та или иная команда в локальной электросети.

Возможности дистанционного управления по LAN/USB дополненные режимом подчиненного управления позволят клиентам с помощью источника PSU7 реализовать схемы многоточечного питания, при котором не придется закупать различного рода коммутаторы/концентраторы, что позволит сэкономить расходы на оборудование (рис.7).

Рис.7 Формирование многоточечной сетевой архитектуры (щелчок по изображению - увеличение)

Сравнение

С учетом своей функциональности и спецификаций источники питания серии PSU7-HV от GW Instek могут рассматриваться как варианты замены таких моделей от других производителей и конкурентных линеек, как GEN (TDK-Lambda), N5700 (Keysight), SL (Magna-Power), PWX (Kikusui).

Сравнивая основной перечень функций и режимов эксплуатации надо отметить, что новинки имеют в своем техническом арсенале ряд новаций, не поддерживаемых конкурентами, например, функцию «Внутреннее сопротивление» (Internal Resistance) и режим гашения выходной электрической мощности «Рассеяние Вкл/ Выкл» (Bleeder ON/OFF).

Также новинки имеют на передней панели разъем USB для сохранения данных (запись/ вызов) или переноса файлов на внешнем USB-flash носителе, чего лишены модели перечисленных производителей в данном классе источников питания.
Источники имеют высокие технические характеристики, широкую функциональность и эксплуатационную надежность присущие продукции компании GW Instek. При выпуске новинок использованы передовые дизайнерские решения и схемотехника, высококачественные и надежные компоненты. Гарантия на новые высоковольтные источники питания серии PSU7 – 3 года.

В стандартный комплект поставки источника входит: РЭ + Рук. программирования (CD-диск х1), защитная крышка вых. клемм (1); к-т подключения аналогового управления (х1); набор винтов M8 для вых. клемм (х1); защитная крышка входных клемм (1); держатель-ручка 1U (2), монтаж. кронштейны 1U (лев. x 1/ прав. x 1), сетевой кабель питания (10А).

Стандартно поставляемый источник питания при помощи штанных аксессуаров (2 кронштейна типа «проушина» с ручками рис.8) имеет возможность монтажа непосредственно в 19” стойку, без каких-либо опциональных принадлежностей. При использовании источника в качестве настольного лабораторного средства электропитания питания эти проушины могут быть легко демонтированы.

Рис.8 (щелчок по изображению - увеличение)

Опции (заводская установка): PSU7-GPIB - карта интерфейса GPIB, PSU7-ISO-I - изолированная карта ДУ (мониторинга) по току 4-20 мА, PSU7-ISO-V - изолированная карта ДУ (мониторинга) по напряжению 0-5В/0-10В.

Автор:  Коллектив АО «ПриСТ»
Дата публикации:  11.08.2017
Модели:  PSU7 100-15 | PSU7 150-10 | PSU7 300-5 | PSU7 400-3.8 | PSU7 600-2.6