致茂電子 Chroma ATE Inc.

直流電子負載
直流電子負載

大功率可編程直流電子負載 Model 63200A Series

CE Mark Rohs 2 Compliant
主要特色:
  • 額定功率:2kW、3kW、4kW、5kW、6kW、12kW、18kW、24kW (具備並聯功能, 最高可達240kW)
  • 電壓範圍:0-150V、0-600V、0-1200V
  • 電流範圍:最高達2000A
  • 定電流、定電阻、定電壓及定功率操作模式
  • 定電阻+定電流、定電阻+定電壓、定電流+定電壓等進階操作模式
  • 主/從並聯控制,並聯數量高達10台
  • 靜態與動態負載下進行同步動態控制
  • 使用者自訂波形(UDW)
  • 定阻抗(CZ)模式模擬電容性負載開機
  • 外部負載電流模擬
  • 高達50kHz的自動變頻動態掃瞄 (Sweep)
  • 即時的電源供應器負載暫態響應模擬及電壓峰值(Vpk+/-)量測
  • 可透過前面板直接編程255組時序
  • 超高精準度的電壓及電流量測
  • 高速且精準的數位化(Digitizing)資料/量測擷取
  • 待測物過電流/過載保護時,電壓、電流及最大功率點(Pmax)的保護點量測
  • 時間量測、電池放電計時
  • 瞬間過功率拉載
  • 短路模擬
  • 智慧型風扇控制
  • 保護功能:過電流(可調) 、過溫度、過功率(可調)保護與過電壓、反向告警
  • USB(標配)、 Ethernet、GPIB (選配) 介面 

63200A系列大功率直流電子負載,主要是供伺 服器電源、A/D電源供應器、功率電子元件、車 用電池、車用直流充電樁及一些電力電子元件等 產品測試使用。高功率、並聯功能、同步動態的 專屬能力,更有瞬間三倍額定功率的拉載能力, 適合應用於車用電池與燃料電池等高功率的待測 物測試。

63200A系列為150V、600V、1200V,三種電壓 範圍,功率範圍由4kW至24kW、單一台的最大 電流可達2000A;透過並聯,最大功率更可達 240kW。大功率的電子負載主要可應用於測試車 用充電樁與車用電池的放電。

全系列的型號,皆搭配獨特的使用者自訂波形 (UDW)與外部訊號控制功能,可模擬真實的電流 波形;主/從控制的能力,能讓相同電壓規格的 63200A系列電子負載進行並聯使用,並且可達 到同步動態的功能 : 自動變頻動態掃瞄功能 (亦即 不同頻率的負載模擬) 以滿足電源測試的需求。 再者,亦提供了255組的儲存功能,並可隨時呼叫使用者所儲存的設定值。在自動化的測試上, 此儲存、呼叫的功能縮短測試時間。

在量測方面,63200A系列亦提供業界最精準的 量測功能,即時且精準的電壓、電流量測,每個 型號都具有三個檔位;此外,短路測試是電源測 試的必要測試項目之一,63200A系列提供的短 路模擬功能,能有效解決電源測試及自動化測試 的應用需求。

透過前面板的VFD顯示器及旋鈕,即可在63200A 系列電子負載上做簡易的操作與設定,更能透過 Ethernet、USB和GPIB等介面進行遠端有線或無 線的控制。

內建的PWM風扇轉速控制可減少風扇所造成的 噪音。63200A系列還具有過電流、過功率、過 溫度的保護功能及過電壓與正負極反向的告警機 制,可大幅提高產品可靠性,是工程測試及自動 測試系統整合得以信賴的產品。

應用範圍

Chroma 63200A series Applications

超高功率密度與自訂快捷鍵設計

Chroma的63200A系列高功率可編程電子負載搭載數位信號微處理器(200MHz),有最佳化的速度與控制性能。 超高功率密度(6kW@4U)可省下許多 空間、超高電壓(0.015%+0.015%F.S.)與電流(0.04%+0.04%F.S.)量測精度可確保量測準確性、全系列型號皆可單獨手動操作、可遠端控制,對於更高 功率的電源,可設定為主從控制達到多台並聯操作,並具備同步拉載能力,以模擬實際拉載狀況。

領先全球的超高功率密度設計,顛覆高功率電子負載體積大、移動不便的觀念,能為實驗室 節省不少空間,同時能輕鬆解決自動測試系統更新電子負載時的空間議題。此外,63200A 亦提供四組自行定義的常用快捷鍵,讓使用者能更快速的進入所需要的操作模式。

圖形化選項

清楚的圖形化功能選項,能讓使用者更容易操作63200A系列,基本負載功能與進階功能均 採圖形化,使用者可透過旋鈕、方向鍵選擇所需的功能。圖形化的選項內文以縮寫展現, 螢幕上方另提供全名描述,即便沒有使用者操作手冊,亦能輕易上手。

可翻轉面板

63200A系列中,高度為7U、10U、13U的型號均具備面轉可翻轉的功能,最大翻轉角度為70˚,可翻轉面板的貼心設計,無論在操作或觀看上的方便性,都將帶給使用者不同的體驗與感受。

FLIPPABLE FRONT PANEL

基本負載應用

63200A系列有定電壓、定電流、定電阻與定功率模式,藉由這些操作模式可以來滿足廣泛的測試需求。舉例來說,定電流與定電阻模式對於電壓 源的待測物測試,可確認待測物在不同的負載情況下,輸出電壓是否仍維持穩定輸出。對於電池的充電器或充電樁而言,定電壓模式可以改變充 電器或充電樁的輸出電壓,以確保充電器或充電樁在所設定的輸出電壓時充電電流的正確性。當待測物為電池時,電子負載則可轉變為模擬電子 設備拉載的行為,許多電池的放電應用、功率消耗等情況都可藉由電子負載的模擬拉載行為來進行電池的分析,而定功率模式則是模擬電子設備 拉載行為的最佳選擇之一。

APPLICATION OF BASIC LOADS

 

主/從式並聯控制

63200A系列具有智慧型主/從控制模式,當負載功率需求增加時,所有同電壓規格的型號,皆可透過並聯的方 式(主/從控制)達到所需的電流及功率。當設定成主/從控制模式時,所有設定成主/從控制的電子負載形同一個 單一負載,使用者僅需在主負載上編程負載電流,主負載會自動計算並將電流分配至其他從負載,如此可大 大簡化使用者的操作步驟。全系列機種均可整合至41U高的標準機架上(如右圖所示),以節省空間。63200A同 時備有USB介面(標配)、GPIB選配介面及Ethernet選配介面,使用者可透過這些介面進行遠端控制及其他的自動 測試應用。

MASTER/SLAVE PARALLEL CONTROL

 

正弦波動態負載

63200A系列具備獨特的正弦波拉載電流,可讓使用者設定拉載電流偏壓值(I_DC)、拉載正弦波(I_AC)及正弦波頻率值(Frequency),此正弦波拉載的 最低點不可小於零安培。此正弦波拉載電流功能可被應用在D/D及伺服器電源供應器與燃料電池的直流內阻(DCIR)測試上。

SINE WAVE DYNAMIC LOAD

 

動態負載

在快速的時代裡,電子元件皆朝高速運作的方向設計,因此,電源元件對於暫態的信號及動態響應的性能要求,比過去都高出許多。為滿足這些 測試應用與要求,63200A系列提供高速、可編程動態負載(動態電流負載CCD與動態電阻負載CRD)、動態變頻掃掃描(sweep)模式等。下圖所示為 可編程的參數:設定電流高/低準位、T1/T2、爬升率/下降率與執行次數。63200A系列中,在負載電流連續變化時,內部的監測機制與線路能使得 電流波形失真度達到最小化,150V機種的電流爬升最小反應時間為10μs、動態變化可高達50kHz。

動態拉載模式提供一個獨特的模擬功能,可讓使用者設定一段 時間的重複次數,範圍為1 ~ 65535。此功能非常適合應用於 測試D/D轉換器與電池的瞬間大電流耐受程度。

DYNAMIC LOAD

DYNAMIC LOAD

 

動態變頻掃描控制

63200A獨特的動態頻率掃描模式(如右圖所示),可線性改變負載電流的頻率,頻率最高可達 50kHz,此模式可測出待測物在最壞情況下的最大/最小電壓峰值。此動態頻率掃描功能的採 樣率為500kHz。動態變頻掃描負載模式可模擬各種不同負載的情況,符合大部分使用者的需 求。而63200A的遠端負載感測器及控制線路,可確保不同頻率下動態負載操作的波形失真率 最小化。

 動態變頻掃描控制

定阻抗模式CZ MODE

主機板上會有許多電容,為避免伺服器電源電源開機時瞬間對主 機板上的電容充電,而產生湧浪電流導致觸發電源供應器的過電 流保護機制而無法順利開機,因此電源供應器需進行容性負載開 機測試,為此63200A系列針對此一測試需求,提供定阻抗負載 模式。

獨一無二的定阻抗拉載模式不同於定電流及定功率的拉載方式, 定阻抗模式亦即模擬實際的感抗、阻抗、容抗與負載來進行拉 載,因此,拉載電流更能趨近真實情況。此波形圖為模擬交換式 電源供應器於容性負載開機測試的電壓、電流波形。

CZ mode 

超高精準量測

63200A系列擁有業界最精準的量測精度,具有三個負載檔位,以型號63206A-150-600為例,電壓有16V/80V/150V三檔位,滿足伺服器電源或通訊 電源(12V、48V、54V)的測試需求;電流有60A/300A/600A三檔位,可提供不同應用場合電流設定及量測更小的檔位誤差,另內建高精密A/D轉換 器,電壓、電流、功率的量測規格分別可達電壓0.015%+0.015%F.S.、電流 0.04%+0.04%F.S.與功率0.1%+0.1%F.S.的精準度。超高精度的量測對於量 測待測物的效率是不可或缺的功能。

 

過電流與過功率測試

電源設計時,為確保使用者的安全及降低電源的損壞率,過電流保護或 過功率保護機制往往是需要被考慮與設計,63200A的過電流與過功率測 試,可提供使用者自行設定步階電流或步階功率來進行電源的過電流或 過功率保護測試,並於電子負載判定此測試結果為Pass或Fail,測試過程 中的最大功率值(Pmax),亦能自動擷取並顯示於顯示器上,能幫助使用 者不透過示波器即可驗證所設計的過電流與過功率機制是否正確,更可 為使用者減少許多測試時間。

OVER CURRENT & OVER POWER TESTING

 

使用者自訂波形功能 學習模式

除一般的定電流、定電壓、定功率、定電阻拉載模式外,在拉載任意波形時,一般傳統的方式是透過電腦將預先儲存的波形透過DAQ卡或者單純 透過任意波形產生器將波形送給電子負載進行拉載,進而達到拉載任意波形的目的,如下圖所示。

USER DEFINED WAVEFORMS

然而63200A系列提供了另一個更方便的選擇-使用者自訂波形,能模擬真實的拉載電流,可將經示波器擷取的實際電流波形資料或自行編輯的電流 波形,透過圖形化操作軟體輕易的將波形儲存在63200A系列的內部快閃記憶體(Flash),即可拉載使用者所定義的任意波形,可省下DAQ卡或波形 產生器的費用,如下圖所示。63200A系列共提供10組儲存空間可存波形,最高可達150萬個波形點數,足以提供所需的測試。

此外,在拉載實際電流的同時,63200A系列亦提供了拉載過程中所發生最大峰值電壓的正負值,使用者無須透過示波器來觀察電壓變化,大大節 省了以示波器來確認電壓峰值的時間。

USER DEFINED WAVEFORMS

 

電池放電測試

針對電池放電測試,63200A提供使用者三種放電模式 : 定電 流、定電阻與定功率模式,並透過設定截止電壓與停止時間 (1秒~100,000秒),讓電子負載能正確的停止拉載,確保電池 不會因過度放電而損壞。除此之外,在量測方面,能測量電 池的放電電量(WH、AH)與總放電時間。舉例說明 : 當按下 Load ON開始拉載,63200A系列的內部計時器會開始進行計 數,直到電池電壓降至所設定的截止電壓或按下Load OFF停 止拉載,計時器才會停止計數。電池放電測試功能亦可應用 在超電容的放電時間測試和其他相同應用等。

BATTERY DISCHARGE TESTING

 

可編程負載時序功能

63200A系列內建255組可編程負載時序,可供使用者模擬各種不同的真實拉載狀況。以下舉例說明一般常見的編程時序應用。

1. 電池放電及其他應用 (筆記型電腦、電動汽車和電動機車),模擬各種不同的動態拉載電流波形, 亦即提供二個電流準位以上的動態電流模擬或one shot拉載模擬。
2. 伺服器或通訊電源供應器混合負載調變。

PROGRAMMABLE LOAD TIMING

 

數位化擷取功能

使用者可透過63200A的數位化擷取功能紀錄電壓、電流暫態波形, 數位化擷取功能可讓使用者更方便的操作,更可節省使用者的時 間。以下是設定參數值的規格。

採樣時間: 2微秒 ~ 40毫秒 / 解析度: 2微秒 (設定採樣的時間間格) 採樣點:1 ~ 15,000 (設定總採樣點)

 

複合式操作模式

新穎的複合式操作模式CR+CC、CV+CR、CV+CC模式等,CR+CC適合應用於電源的開機測試;CV+CR可取代Von點的設定應用,CV+CC則可應用於 電池的放電測試。

COMPLEX OPERATING MODE

 

自動模式

自動模式可在定電壓(CV)、定電阻(CR)、定電流(CC)模式與定功率(CP)模式的限制下進行自動切換,自動模式適合應用於鋰離子電池充電器的測 試,以獲得完整的V-I充電曲線。另外,當待測物保護線路損壞時,可透過自動模式的自動切換機制來避免待測物損壞。

AUTO MODE

 

圖形化操作軟體

除經由前面板來控制模組負載外,亦可透過圖形化的操作軟體來控制。友善式的圖形化操作軟體介面,含括了模組的操作功能,讓使用者輕易上 手、容易於操作。63200A系列的通訊介面有GPIB、USB及Ethernet,多種的通訊介面,讓使用者可透過電腦與63200A系列通訊時,有更彈性的選 擇。

SOFTPANEL

 

面板說明

Chroma 63200A PANEL DESCRIPTION

1. 電源開關 : 電子負載主機的交流電源開關
2. VFD (Vacuum Fluorescent Display) 顯示器 : 顯示設定資訊
3. 快捷鍵組 : 拉載模式切換快捷鍵
4. 功能鍵組 : 包含A/B鍵、RANGE、MODE、EXTEND、LOCK、COFIG./LOCAL、
EDIT、SPEC、SHORT、RECALL、ADVA、SAVE、CLEAR等按鍵
5. ENTRY鍵組 : 數字鍵及ENTER鍵
6. 方向鍵 : 用來變更畫頁及選用表單位置用
7. 可按壓旋鈕 : 按壓旋鈕鍵可進入參數編輯設定,設定完成後,再按壓一次旋鈕確認輸入值
8. USB HOST (尚未支援) : 供使用者自訂波形與編程程序資料下載、韌體更新等

 

PANEL DESCRIPTION

9. 負載正負端子
10. 電壓感測端子
11. 電壓&電流監控輸出 : 按比例之電壓、電流波形類比輸出
12. 系統匯流排 : 供主/從控制系統資料傳輸
13. 系統I/O : 供系統輸入/輸出控制信號
14. GPIB卡與乙太網路卡共用插槽
15. USB接頭
16. AC輸入接頭

 

63200A 直流電子負載大功率應用

Chroma 63200A High Power Application