Yenilenebilir enerji uygulamalarının yaygınlaşması, pilleri, yakıt hücrelerini, güneş panellerini ve yenilenebilir DC gücü üreten diğer cihazları test etme ihtiyacını arttırıyor. Tipik olarak programlanabilir ve bir kaynaktan çeşitli ve belirli miktarlarda güç çekmek üzere tasarlanmış bir elektronik yük, laboratuvarda veya üretim alanında test edilen DC çıkış cihazlarını karakterize etmek için ideal araçtır. Bir elektronik yük seçerken, güç, voltaj ve akım değerleri dahil olmak üzere, Soğutma yöntemi; çalışma modları; kalibrasyon teknikleri; geçici tepki süresi; bilgisayar kontrol arayüzleri; ve koruyucu özellikler gibi çeşitli seçenekleri göz önünde bulundurmak isteyeceksiniz.

Yapmanız gereken ilk seçimlerden biri, yüksek akımları çok düşük voltajlarda çekebilecek bir yüke ihtiyacınız olup olmadığı gibi bazı incelikler dahil olmak üzere voltaj, akım ve güç derecelerinizi belirlemektir. Güç derecenize bağlı olarak, hava soğutmalı ve su soğutmalı yük arasında seçim yapmanız gerekecektir. Hava soğutmalı yükler esneklik açısından avantajlar sunar - bağımsızdırlar ve tesisattan bağımsız olarak tesisinizin her yerine taşınabilirler. Su soğutmalı sarf malzemeleri, belirli bir güç derecesi için hava soğutmalı sarf malzemelerine göre daha küçüktür ve daha az maliyetlidir ve tesisinizin HVAC sistemine ekstra ısı yayılımı yüklemezler.1kW hava soğutmalı yük muhtemelen HVAC sisteminizi aşırı yormayacaktır, ancak 50kW hava soğutmalı yük yorabilir.

Üzerinde su soğutmalı bir yükün tercih edilen çözüm olduğu tam güç seviyesi, alan, uygulamanız ve tesisiniz gibi çeşitli faktörlere bağlıdır. AMETEK Programlanabilir Gücün elektronik yükleri alan etkili transistörler (FET'ler) kullanır ve genel bir kural olarak, hava soğutmalı elektronik yükünüzde her bir FET'in kapasitesinin yaklaşık %50'sini, su soğutmalı bir yük için %85'ini kullanabilirsiniz. , belirli bir güç seviyesi için ihtiyaç duyduğunuz FET sayısında yaklaşık %35 tasarruf sağlayarak, maliyetlerinizi ve alan gereksinimlerinizi azaltır. 7.5kW'lık bir değer için, su soğutmalı bir yük, hava soğutmalı bir yükün yarısına mal olabilir.

Bununla birlikte, su soğutmalı yükler, bağımsız hava soğutmalı ünitenin esnekliğinden yoksundur ve halihazırda su soğutma altyapınız yoksa, tesisinizin düzenine bağlı olarak  zor ve maliyetli bir iş olabilecek bir soğutucu ve ilgili tesisat kurmanız gerekecektir. Soğutucuyu tesisinizin dışında uygun bir yere yerleştireceksiniz ve suyu yükünüzün veya yüklerinizin bulunduğu yere getirmeniz gerekecek. Bir soğutucu satın alırsanız, gelecekte su soğutma için artan gereksinimleri planlamalısınız.

Ardından, hangi çalışma modlarına ihtiyacınız olacağını belirleyin. Sabit akım modunda, elektronik yük, giriş voltajından bağımsız olarak (yük spesifikasyonları dahilinde) programlanmış bir sabit akımı sürdürecektir; sabit voltaj modunda, yük, girişinde sabit bir voltajı korumak için yeterli akımı emecektir. Bazı yükler ayrıca sabit direnç ve sabit güç modları sunar. Önceki modda, yük, giriş voltajıyla doğrusal orantılı bir akımı çekerek sabit bir direnci koruyacaktır. İkincisinde, yük sabit bir güç seviyesini korumak için voltajdaki bir değişikliğe tepki olarak akımını ayarlayacaktır.

Uygulamanız ayrıca, Şekil 1'de gösterildiği gibi, çok düşük bir giriş voltajında tam anma akımı alabilecek bir yük gerektirebilir. Ayrıca yükün, GPIB (IEEE-488.1 veya IEEE-488.2), RS-232, Ethernet veya USB dahil olmak üzere tercih ettiğiniz bilgisayar kontrol arayüzlerini ve ayrıca SCPI komutları desteği içerdiğinden emin olmak isteyeceksiniz.

Şekil 1. Bazı elektronik yükler, çok düşük voltaj seviyelerinde (bu durumda 120V olarak derecelendirilmiş bir yük için 0,5V'den az) tam nominal akım (bu durumda 60A) çekebilir.

Seçtiğiniz elektronik yükün, cihazın ön panelinden veya bir uzak arabirim aracılığıyla uygulamanızın gerektirdiği programlama türlerini sunduğundan emin olun. Örneğin Şekil 2, zaman içinde değişen akım seviyelerinin, örneğin taşınabilir pille çalışan ürünleri test etmek için pil tüketimini simüle edebileceği, dinamik olarak programlanmış bir adım modu için akıma karşı zamanı gösterir. Yine diğer modlar, sabit voltajlı bir güç kaynağının geçici kurtarma süresini test etmeye yardımcı olabilecek darbe ve geçiş modlarını (Şekil 3) içerir. Ve son olarak, sürekli bir geçici mod (Şekil 4) bir güç kaynağının yük düzenlemesini test etmek için tekrarlayan bir darbe dizisi üretir.

Şekil 2. Bir elektronik yük, pille çalışan ürünleri test etmek için pil tüketimini simüle edebilir.

Şekil 3. Darbe (üst) ve geçiş (alt) modları, testin geçici tepkisi altındaki bir cihazı karakterize etmeye yardımcı olabilir.

Şekil 4. Sürekli bir geçici mod, bir güç kaynağının yük düzenlemesini test edebilir

Ayrıca, uzaktan algılama kablolarının doğru şekilde bağlanıp bağlanmadığını belirlemek için aşırı gerilim, aşırı akım, aşırı güç, aşırı sıcaklık ve ters gerilim koruması gibi sağlam koruma özelliklerine sahip bir elektronik yük ve ayrıca uzaktan algılama arıza özelliği seçmek isteyeceksiniz. Ek olarak, elektronik yükler hızlı yanıt süreleri sunabilir, ancak bazen hızlı yanıt süreleri, örneğin yük ile test edilen cihaz arasındaki uzun uçların endüktansı nedeniyle kararsızlığın ortaya çıkmasına neden olabilir. Salınım korumalı bir yük, bu tür kararsızlıkları ortadan kaldırmak için ayarlanabilir bant genişlikleri sunacak veya önceden ayarlanmış bir salınım eşiğini aşan bir salınım algılandığında kapanacaktır. Bu özellik hem yükü hem de test edilen cihazı koruyabilir. Son olarak, FET'leri içeren elektronik yüklerde, FET'lerin kademeli arızalara maruz kalabileceğini unutmayın. Bu sorunu önlemek için ayrı FET korumalı bir yük kullanın.

Hava ve Su Soğutmalı Yükler

AMETEK Programlanabilir Güç, iki seri programlanabilir elektronik yük sunar: 800W ila 7.5kW arasında standart değerlere sahip hava soğutmalı PLA Serisi ve 6kW ila 36kW arasında standart değerlere sahip su soğutmalı PLW Serisi. Önemli ölçüde daha yüksek derecelendirmelerle özel yapılandırmalar mevcuttur. 7.5kW'ın üzerindeki hava soğutmalı yükler ve 36kW'ın üzerindeki su soğutmalı yükler bir kabin içinde gelir.

Şekil 5. AMETEK Programlanabilir Güç, PLA Serisi hava soğutmalı elektronik yükler (üstte) ve PLW Serisi su soğutmalı elektronik yükler (altta) sunar.

Her iki seri de sabit akım, sabit voltaj, sabit direnç ve sabit güç modlarının yanı sıra hızlı tepki süreleri sunar. Yükün 1A'dan 4A'ya veya 10A'dan 500A'ya değişmesinden bağımsız olarak, yükler 50 µs içinde bir akım seviyesinden diğerine geçebilir. Ön panel aracılığıyla veya bilgisayar kontrol arayüzü üzerinden SCPI komutları aracılığıyla uzaktan başlatılabilen çeşitli programlama modları sunarlar. Böyle bir mod, yükün test süresi boyunca iki yük seviyesi arasında değiştiği sürekli geçici çalışmadır. Bir diğeri, açık geçiş  (TOGGLED TRANSIENT) : geçiş modu harici bir tetikleyiciye yanıt olarak geçiş yapsa da, sürekli geçiş işleminde olduğu gibi iki yük seviyesi arasında geçiş yapar. Ek olarak, darbeli bir geçici işlem, belirli bir süre sonra orijinal durumuna dönen bir yük değişikliği oluşturur. Yükler ayrıca, hassas zamanlama ile karmaşık girdi değişiklikleri dizileri oluşturmanıza olanak tanıyan bir adım işlemi sunar. Yükler ayrıca, çalışmalarını harici olaylar veya diğer test ekipmanı ile senkronize eden çeşitli tetikleme modları sunar.

Her iki serinin diğer özellikleri arasında 0 ila 10V analog programlama girişi ve kullanıcı dostu ön panel kontrolleri bulunur. Her ikisi de ultra düşük voltajlı çalışmayı destekler ve tam nominal akımı, nominal voltajın %1'inde düşürebilir. RS-232 ve GPIB arayüzleri standart olarak gelir; Ethernet ve USB opsiyoneldir. Her iki seri de bireysel FET koruması ve salınım koruması sunar.

Ayrıca her iki seride bulunan kapalı kasa kalibrasyon özelliği, kullanıcının cihazı açmadan veya bir potansiyometre ayarlamadan yazılım aracılığıyla eksiksiz bir kalibrasyon gerçekleştirmesini sağlar. Kullanıcının bir DMM'ye ihtiyacı var; 0,01W, %0,005 hassas şönt direnci; ve yükün anma gerilimi ve akımıyla eşleşebilen bir güç kaynağı. Bu kalibrasyon özelliği, bir ünitenin fabrikaya geri gönderilmesi veya pahalı bir üçüncü taraf kalibrasyon hizmetinin kullanılmasıyla ilişkili yinelenen maliyetleri ve arıza sürelerini ortadan kaldırır.

Hava soğutmalı PLA Serisindeki belirli standart modeller, 1.500A'ya kadar standart akım değerleriyle 60V, 120V, 400V ve 600V standart voltaj değerleri sunar. Standart güç değerleri 800W, 1.5kW, 2kW, 2.5kW, 3kW, 4kW, 5kW ve 7.5kW versiyonlarını içerir. Özelleştirilmiş sürümler, 1.200V'a kadar voltaj değerleri ve 30kW'tan daha yüksek güç değerleri sunar.

PLA Serisi gibi, su soğutmalı PLW Serisindeki modeller de 60V, 120V, 400V ve 600V standart voltaj değerleri ve 1.500A'ya kadar standart akım değerleri sunar. Standart güç değerleri 6kW, 9kW, 12kW, 18kW, 24kW ve 36kW versiyonlarını içerir. 180kW'ı aşan değerlere sahip özel sistemler mevcuttur. Önemli ölçüde daha büyük gereksinimler, genellikle paralel olarak birden fazla bireysel yük kullanılarak ele alınabilir.

PLW Serisi yükler, dahili yoğuşmayı ortadan kaldırmak için bir yoğuşma önleyici devre içerir. Eşsiz tasarım ayrıca, güç kesildiğinde su sisteminin kapatılmasını sağlayarak, acil kapatma sırasında sürekli su akışından kaynaklanan yoğuşma olasılığını ortadan kaldırır.

PLA Serisi ve PLW Serisinin aşırı ısıyı uzaklaştırmak için sırasıyla hava ve su kullandığını unutmayın. Alternatif olarak, bir rejeneratif cihaz, fazla gücü şebekeye aktarabilir. Ancak bu yaklaşımın kendi dezavantajları vardır. Bir rejeneratif yük, PLA ve PLW Serisinin hızlı geçici tepkisinden yoksun olacaktır. Ve şebekeye güç sağlayan bir sistem, standartlar ve güvenlikle ilgili endişeleri gündeme getiriyor. Örneğin, şebekeye bağlı bir rejeneratif sistem, birikmeyi önleme gerekliliklerini karşılamalıdır - yani, şebekenin kesilmesi durumunda belirli bir süre içinde kapatılmalıdır ve enerji şirketleri, müşteriler rejeneratif ve rejeneratif olmayan işletim arasında geçiş yaptıkları için geçici durumlarla ilgilenir. Neredeyse sürekli olarak yüksek güç üreten uygulamalarda rejeneratif bir yaklaşım faydalı olabilir ve AMETEK Programlanabilir Güç, fotovoltaik invertör testinde dört kadranlı AC güç kaynakları sayesinde  şebeke simülasyonu gibi uygulamalara imkan tanır. Ancak PLA ve PLW Serisi tarafından hizmet verilen uygulamalar için, rejenerasyon, geçici performansı olumsuz etkiler ve standartlara uygunluk  ile ilgili pratik olmayan gereksiz maliyetler yaratır.

Çözüm

Elektronik yükler, yenilenebilir enerjiye ek olarak savunma/havacılık, aviyonik, endüstriyel ve otomotiv uygulamaları dahil olmak üzere çeşitli pazarlara hizmet eder. Piller, ultrakapasitörler, DC güç kaynakları, pil şarj cihazları, UPS sistemleri, sigortalar ve devre kesiciler ve güç elektroniği bileşenleri dahil olmak üzere cihazların test edilmesini ve doğrulanmasını sağlarlar. Bir ATE rafında veya dolabında veya bir tezgah üstünde bulunabilirler.

AMETEK Programlanabilir Güç'ün PLA ve PLW Serisi, yakıt pili üreticilerine ve kullanıcılarına, pil üreticilerine ve kullanıcılarına, güneş pili kullanıcılarına, güç kaynağı üreticilerine ve sistem entegratörlerine hizmet etmek için yüksek güç yoğunluğu ve performansının yanı sıra soğutma ve çalışma modu seçenekleri sunar. AMETEK Programlanabilir Güç satış kanalı tüm bu sektörlere ve uygulama alanlarına hizmet vermeye hazırdır.