Системы тестирования электронного оборудования на базе программируемых источников питания и электронных нагрузок APM Technologies

На рынке представлено большое количество разнообразных источников питания и электронных нагрузок. Данные устройства имеют различные характеристики, исполнение, отличаются по набору функциональных возможностей и по цене. В данной статье мы подробно рассмотрим продукцию одного из производителей лабораторного оборудования – компании APM Technologies (Китай).

Компания APM Technologies ведет свою деятельность с 1989 году. Это передовое предприятие, осуществляющее свою деятельность в области исследования, разработки и производства высокотехнологичного и надежного оборудования. Основной продукцией компании являются программируемые источники питания и электронные нагрузки, а также системы тестирования на их основе. APM Technologies имеет широкие связи с научно-исследовательскими группами по всему миру для изучения передовых технологий и их применения для развития и совершенствования своей продуктовой линейки.

Отметим несколько основных отличительных особенностей продукции APM Technologies:

• высокая точность установки параметров;
• высокая точность измерения;
• высокие показатели быстродействия (время выхода источника питания на рабочий режим и его реакция на изменение нагрузки);
• широкий комплекс защит;
• широкие возможности программирования выходного сигнала, наличие стандартных программ для тестирования автомобильной электроники;
• минимальные сроки производства;
• оптимальное соотношение стоимости и качества;
• возможность регулировки выходных параметров от нуля до номинального значения;
• работа, в режиме постоянного тока, постоянного напряжения и мощности;
• наличие интерфейсов, позволяющих дистанционно управлять источниками питания и нагрузками, производить мониторинг и контроль основных параметров;
• возможность последовательного и параллельного подключения.

Области применения лабораторных источников питания и электронных нагрузок APM Technologies

Несмотря на то, что данный тип продукции является достаточно специфическим и сложным, область их применения обширна.

Приведем несколько таких примеров

• Источник питания и нагрузки в составе экспериментальных установок. Область применения – научно-исследовательские институты, специализирующиеся в таких областях, как химия, физика, ядерные исследования и пр.
• Источник питания и нагрузки для тестирования продукции такого типа, как контрольно-измерительное оборудование, например, тестеры, анализаторы, осциллографы и пр. При этом лабораторные источники питания и нагрузки могут предоставлять интерес как для компаний, осуществляющих производство данного типа оборудования, так и компаний, которые производят их поверку, т.е. испытательные лаборатории.
• Источник питания и нагрузки в составе испытательных стендов. В качестве примеров областей применения можно привести такие области, как автомобилестроение или авионика.
• Помимо перечисленных выше, можно отметить такие области применения, как химическая промышленность, нефтегазовая промышленность, медицинские исследования, лазеры, тестирование электронных компонентов.

Перейдем к более подробному знакомству с продукцией, производимой компанией APM Technologies, и начнем с представления линейки AC-DC лабораторных программируемых источников питания.

AC-DC лабораторные программируемые источники питания APM Technologies

APM Technologies производит три основные серии AC-DC лабораторных программируемых источников питания: SP-1U/2U, SP-3U/6U и Momentum S. Рассмотрим характеристики, возможности и особенности каждой из серий.

Источники питания серии SP-1U/2U

Источники питания серии SP-1U/2U – это профессиональные лабораторные источники питания мощностью от 600 до 4000 Вт (один модуль). Внешний вид источников питания представлен на рис. 1., а модельный ряд (сочетание выходных токов и напряжений) в табл. 1. Высота одного модуля составляет 1U или 2U, в зависимости от модели.

Источники данной серии являются однофазными источниками питания с диапазоном входных напряжений 90-265 В переменного напряжения. Как мы видим из таблицы 1, диапазон выходных напряжений, в зависимости от выбранной модели от 0 до 800 В, а диапазон выходного тока от 0 до 200 А. Источники питания предназначены для работы в режиме постоянного тока (CC) и постоянного напряжения (CV).

Таблица 1. Модельный ряд источников питания серии SP-1U/2U

Серия SP-1U/2U имеет следующие возможности:

• программирование выходного сигнала, наличие стандартных программ для тестирования автомобильной электроники;
• компенсация падения напряжения на нагрузке (до 5 В);
• регулировка скорости нарастания/спада тока/напряжения;
• управление выходными параметрами с помощью аналогового сигнала;
• управление источником питания по последовательным интерфейсам: USB, RS485, RS232 – стандартные интерфейсы, GPIB, LAN – опциональные интерфейсы;
• последовательное и параллельное подключение источников питания до 10 модулей (количество последовательно подключенных модулей зависит от выходного напряжения конкретной модели);
• наличие собственного гибкого программного обеспечения, позволяющего смоделировать произвольный сигнал на выходе источника питания;
• возможность управления источниками питания через Web интерфейс;
• поддержка команд SCPI.

Программирование выходного сигнала

Возможности программирования позволяют гибко смоделировать произвольный сигнал на выходе источника питания. Формирование выходного сигнала осуществляется путем задания параметров в рамках каждого шага. Максимальное количество параметром, которое может быть задано для каждого шага, пять: V_star – начальное напряжение, В; V_end – конечное напряжение, В; V_rate – скорость изменения напряжения, В/сек; I_set – лимит по току, А; T_con – продолжительность шага, сек. В зависимости от количества задаваемых параметров, количество шагов одной программе может варьироваться от 25 до 150. Продолжительность шага – от 1 мсек. В свою очередь программы могут объединяться в последовательности. Максимальное количество программ в последовательности может быть до пяти. Как в рамках отдельной программы, так и в рамках последовательности могут быть заданы повторы, циклы. Примеры формирования выходного сигнала и объединение сигналов в последовательности приведены на рисунках 2 и 3.

Рисунок 2. Формирование выходного сигнала

Рисунок 3. Объединение сигналов в последовательность

Помимо возможностей формирования произвольного выходного сигнала, источники питания серии SP-1U/2U имеют ряд предустановленных программ, предназначенных для проведения тестирования автомобильной электроники, а именно эмуляция помех в течение переходных процессов, выполнение тестов в соответствии со стандартами DIN40839, ISO16750-2.

Аналогового управления источников питания серии SP-1U/2U (рисунок 4.) позволяет задавать выходные параметры по току и напряжению с помощью внешнего управляющего сигнала 0-5 В или сопротивления 5-10 кОм.

Источники питания серии SP-3U/6U – это профессиональные лабораторные источники питания мощностью от 6000 до 36000 Вт (один модуль). Внешний вид источников питания представлен на рис. 5., а модельный ряд (сочетание выходных токов и напряжений) в табл. 2. Высота одного модуля составляет 3U или 6U, в зависимости от модели.

Источники питания данной серии являются трехфазными источниками питания с диапазоном входных напряжений 187-305 В переменного напряжения (340-480 В переменного напряжения - опционально). Как мы видим из таблицы 2, диапазон выходных напряжений, в зависимости от выбранной модели от 0 до 2250 В, а диапазон выходного тока от 0 до 1200 А. Источники питания предназначены для работы в режиме постоянного тока (CC), постоянного напряжения (CV) и постоянной мощности (CP).

В дополнение к функционалу, описанному для серии SP-1U/2U, серия SP-3U/6U имеет такие особенности и возможности, как:

• наличие цветного сенсорного ЖК дисплея;
• установка приоритета CC или CV (источник питания принудительно работает в заданном режиме независимо от характера нагрузки);
• функция заряда аккумуляторной батареи (трехступенчатая зарядка);
• функция Power Sink (поглощение мощности);
• последовательное и параллельное подключение источников питания до 16 модулей (количество последовательно подключенных модулей зависит от выходного напряжения конкретной модели);
• управление выходными параметрами с помощью аналогового сигнала (опция);
• функция симуляции солнечной батареи (в разработке);
• функция симуляции батареи (в разработке).

Функция заряда аккумуляторной батареи

Функция заряда аккумуляторной батареи (рисунок. 6). Источники питания серии SP-3U/6U имеют встроенный функционал, позволяющий осуществлять зарядку аккумуляторных батарей различного типа (свинцово-кислотных, литиевых, никель-кадмиевых и пр.). Источники питания обеспечивают трехступенчатый процесс заряда батареи. Программное обеспечение позволяет осуществлять управление ходом зарядки, производить корректировки параметров кривой заряда батареи в реальном времени.

Функция Power Sink - Поглощение мощности

В числе потребителей, подключаемых к источникам питания, в некоторых применениях могут быть электродвигатели. Двигатель может работать не только в двигательном, но и в генераторном режиме, при этом энергия возвращается в цепи питания. Стандартные источники питания не имеют возможности потреблять энергию. Напряжение на выходе источника питания бесконтрольно повышается. Повышение напряжения происходит вследствие дополнительного заряда выходных сглаживающих конденсаторов источника питания, что приводит к срабатыванию защиты от перенапряжения (при ее наличии) или к выходу из строя источника питания. Сброс состояния сработавшей защиты от перенапряжения обычно производится снятием сетевого питания, что крайне неудобно и приводит к отсутствию питания системы в этот период времени. Для источников питания серии SP-3U/6U имеется специальное исполнение (опция «Поглощение мощности»), в котором в источник питания устанавливается цепь рассеивания энергии. Она позволяет рассеивать 5-6% от номинальной мощности источника питания. В случае необходимости поглощения большей мощности, оптимальным вариантом является использование источника питания в сочетании с электронными нагрузками постоянного тока компании APM.

Аналоговое управление

По сравнению с серией SP-1U/2U, источники питания серии SP-3U/6U имеют более широкие возможности по управлению источником питания через аналоговый интерфейс.

Интерфейс аналогового управления (рисунок 7) включает в себя как аналоговые, так и логические сигналы и позволяет управлять источником питания и получать информацию о его состоянии.Значения тока и напряжения источника питания задаются двумя аналоговыми сигналами с диапазоном 0-5 В или 0-10 В, либо сопротивлением 0-5 кОм или 0-10 кОм.  Информация о реальных значениях тока и напряжения также выдаётся в виде двух аналоговых сигналов с диапазоном 0-5 В или 0-10 В. Информация о состоянии источника питания выдаётся в виде логических сигналов. Каждый из сигналов соответствует определённому состоянию: перегрев источника питания, перенапряжение, перегрузка. При помощи логического входа можно дистанционно включать и выключать источник питания.

Рисунок 7. Интерфейс аналогового управления для SP-3U/6U (Расшифровка в таблице)

*AI – аналоговый вход, AO – аналоговый выход, DI – цифровой вход, DO – цифровой выход

Смотреть товары серий SP-3U/6U

Источники питания серии Momentum S

Источники питания серии Momentum S – это профессиональные лабораторные источники питания мощностью от 3400 до 10000 Вт (один модуль). Серия была анонсирована как новинка 2023 года. Внешний вид источников питания представлен на рисунке 8., а модельный ряд (сочетание выходных токов и напряжений) в табл. 3. В линейке представлены модели, как для установки в 19” стойку, так и настольного исполнения.

Особенности серии Momentum S

По своим функциональным возможностям, источники питания серии Momentum S, соответствуют серии SP-3U/6U.

Однако хотелось бы выделить несколько отличительных особенностей данной серии источников питания:

• наличие поворотного цветного сенсорного ЖК дисплея;
• универсальное входное напряжения: источники питания серии Momentum S могут работать от 1, 2, или 3 фазной сети. Диапазоны входных напряжения 187-305 или 340-480 В переменного напряжения;
• высокая удельная мощность: источники мощностью 10000 Вт имеют высоту корпуса всего 2U;
• возможность параллельного подключения до 100 модулей, таким образом получение систем питания до 1000 кВт.

Смотреть товары серии Momentum S

Продолжение начатой темы в материалах, которые уже готовятся к публикации. Второй материал будет посвящен решениям для тестирования на базе AC-AC преобразователей. В третьем материалы мы подробно рассмотрим решения с использованием электронных нагрузок, а в четвертом расскажем о применениях. Следите за анонсами наших публикаций в Новостях ИНЕЛСО.

Подробнее о APM Technologies→

За подробной информацией по подбору лабораторных источников питания и электронных нагрузок обращайтесь к нашим специалистам:

по тел: +7 (812) 628-00-16

или по электронной почте: sales@inelso.ru.

Читать второй материал серии