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可編程交流電源的優(yōu)勢有多少?
來源: | 作者:泰勤科技 | 發(fā)布時間: 2022-01-25 | 2602 次瀏覽 | 分享到:
今年來,可編程交流電源廣泛用于實施和支持許多產(chǎn)品測試程序。它們使測試工程師能夠完全控制測試單元(UUT)的電壓、頻率和電流??删幊探涣麟娫串a(chǎn)品能夠用于模擬交流和直流供電產(chǎn)品實際使用中可能出現(xiàn)的各種電源條件和出錯情況。

針對的測試用戶的特點和好處

  1、交流電網(wǎng)輸入和UUT輸出之間的安全隔離;

  2、可以將任何國家電網(wǎng)電壓和頻率轉(zhuǎn)換為UUT的特定期望輸出頻率;

  3、精確控制輸出電壓,包括線路和負載調(diào)節(jié);

  4、穩(wěn)定可控的輸出功率,不受任何交流線路輸入波動或瞬時電壓下降的影響;

  5、從單相到三相、單相到分相或三相到單相的相位轉(zhuǎn)換。

  傳統(tǒng)交流電源拓撲與設(shè)計

  絕大多數(shù)可用的交流電源設(shè)計基于脈寬調(diào)制控制電路,并使用低頻變壓器在交流電源的輸入和輸出之間提供隔離。

  這些PWM設(shè)計通常使用模擬控制電路來提供輸出調(diào)節(jié)、電流限制功能和頻率轉(zhuǎn)換功能。雖然這是一個經(jīng)過驗證的設(shè)計,可以追溯到20世紀(jì)80年代初,但它充滿了缺點,列出一些:

  1、使用工頻交流輸入變壓器提供電流隔離可顯著增加產(chǎn)品的尺寸和重量,尤其是隨著功率水平的增加。例如,考慮到變壓器損耗,15kVA交流電源需要17kVA三相輸入變壓器,重量約63.5kg,使用這種設(shè)計的電源總重量可超過181.4kg。

  2、使用輸出變壓器提供電流隔離會導(dǎo)致尺寸和重量的類似增加,并阻止產(chǎn)生直流輸出能力。此外,此類輸出變壓器必須支持與可編程交流電源相關(guān)的寬頻率范圍,通常從45 Hz到1000 Hz或更高,需要更復(fù)雜和更昂貴的變壓器設(shè)計。

  3、模擬控制回路受離散元件變化和溫度漂移的影響。這會對精度和穩(wěn)定性產(chǎn)生負面影響,需要調(diào)整進行校準(zhǔn)。

  該拓撲的簡化框圖如圖1所示。它顯示了單相輸入、單相輸出源,但三相版本在設(shè)計上類似。


圖1:傳統(tǒng)交流電源拓撲


 這些改進允許進行以下拓撲更改:

  將用于隔離的交流輸入變壓器更換為有源功率因數(shù)校正的交流/直流轉(zhuǎn)換級,然后更換帶有電流隔離的甚高頻直流/直流轉(zhuǎn)換級,可顯著減小輸入級部件的尺寸和重量。

  用單個高輸出電壓逆變器替換任何輸出變壓器或串聯(lián)/并聯(lián)輸出逆變器級,既支持低壓/大電流要求,也支持高壓/低電流要求。

  這種基于數(shù)字控制的拓撲結(jié)構(gòu)如圖3所示。

  其他設(shè)計創(chuàng)新

  使用來自不同行業(yè)背景的經(jīng)驗豐富的工程師團隊開發(fā)干凈的板材設(shè)計,在設(shè)計和施工方面帶來了一些額外的創(chuàng)新。舉幾個例子:

  1、通過使用機械分層結(jié)構(gòu)和板之間的直接互連,消除容易發(fā)生故障的帶狀電纜和組件之間的互連;

  2、單個高熱質(zhì)量散熱器,兼作整個機組的結(jié)構(gòu)機械支撐,以實現(xiàn)最大冷卻的低氣流,并降低可聽見的風(fēng)扇噪音;

  3、使用多個聯(lián)網(wǎng)DSP劃分關(guān)鍵功能,同時提供更高級別的冗余;

  4、多個DSP之間的高速差分模式串行通信總線,以增強抗噪性;