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 года. 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).
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: Vstar – начальное напряжение, В; Vend – конечное напряжение, В; Vrate – скорость изменения напряжения, В/сек; Iset – лимит по току, А; Tcon – 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.
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.
Аналоговое управление
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
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.
| № | Тип | Обозначение | Функция | № | Тип | Обозначение | Функция |
| 1 | DI | EXT-ON | Дистанционное отключение | 11 | DI | Power | Переключение внешнего управления между режимами питания (Power mode) и поглощения (Sink mode) |
| 2 | AI | Vset | Установка напряжения | 12 | AO | VREF | Опорное напряжение |
| 3 | DI | AI-EN | Вкл./откл. аналогового входа | 13 и 15 | DI | LMODE1 иLMODE2 | Установка режима работы при поглощении (Sink mode) |
| 4 | AI | Iset | Установка тока | 14 | AO | Vmon | Контроль напряжения |
| 5 | DI | EXT-EN | Вкл./откл. режима внешнего управления | 16 | AO | Imon | Контроль тока |
| 6 | AI | Rset | Установка внутреннего сопротивления | 17 | DO | OVP | Перенапряжение |
| 7 | DI | Inhibit | Отключение выхода | 18 | DO | OTP | Перегрев |
| 8 | AI | Pset | Установка мощности | 19 | DO | OCP | Перегрузка |
| 9 | DGRN | Заземление для всех цифровых каналов | 20 | DO | OPmode | Индикация режима работы | |
| 10 | AGRN | Заземление для всех аналоговых каналов |
*AI – аналоговый вход, AO – аналоговый выход, DI – цифровой вход, DO – цифровой выход
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.
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.
Данная информация НЕ направлена на привлечение внимания к объекту публикации, формирование или поддержание интереса к нему и его продвижение на рынке и публикуется в целях информирования участников рынка электроники.
