您的測(cè)試系統(tǒng)是否需要電子負(fù)載？盡管您已對(duì)產(chǎn)品測(cè)試要求和測(cè)試方法爛熟于心，但在購買電子負(fù)載后，可能也需要一定時(shí)間來熟悉。如今的電子負(fù)載具備廣泛的電子設(shè)備測(cè)試功能。由于功能豐富，在選擇符合當(dāng)前及未來應(yīng)用要求且經(jīng)濟(jì)高效的電子負(fù)載時(shí)，無疑是相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。讓我們助您節(jié)省寶貴的時(shí)間，為您建議需要考慮的參數(shù)，以便更好地選擇滿足自身測(cè)試需求的電子負(fù)載。
01 評(píng)估負(fù)載的功率需求
當(dāng)然，首先要考慮的是，確定負(fù)載的吸收功率必須有多大。除總功率外，還將需要明確最大電壓以及被測(cè)設(shè)備(DUT)能夠提供的最大電流。負(fù)載的功率、電壓和電流輸入額定值必須至少等于、最好是高于DUT的輸出參數(shù)。
02 考慮負(fù)載的輸入特性，盡可能提升靈活性，降低成本
雖然確定負(fù)載的功率、電壓和電流要求很簡(jiǎn)單，但您可能需要考慮如何利用負(fù)載的輸入特性來盡可能提升靈活性，并通過購買較低功率的負(fù)載來節(jié)省開支。EA Elektro-Automatik的電子負(fù)載擁有真正的自動(dòng)量程輸入特性，讓您能夠在廣泛的電壓和電流條件下以全功率開展測(cè)試。圖1顯示了EA負(fù)載相較于傳統(tǒng)電子負(fù)載的電子特性。傳統(tǒng)電子負(fù)載具有矩形輸入特性，只能在其最大額定電壓和電流下灌入最大功率。
當(dāng)降至額定電壓的33%，EA負(fù)載也可吸收全功率。例如，最大額定電壓和電流為1000V和30A的10kW EA電子負(fù)載在333V和30A條件下能夠吸收全功率。而具有傳統(tǒng)輸入特性的電子負(fù)載必須是最大額定電壓和電流為1000V和30A的30kW負(fù)載，才能在333V和30A的條件下提供10kW功率，因此，自動(dòng)量程可讓使用更低成本、更低功率的負(fù)載成為可能。較低功率的負(fù)載對(duì)冷卻的要求較低，有助于節(jié)省基建成本和年運(yùn)營(yíng)成本。
同樣，即使新的10kW DUT的輸出電壓略大，您也可能需要對(duì)具有傳統(tǒng)輸入特性的負(fù)載進(jìn)行換新。但有了EA自動(dòng)量程負(fù)載，您就無需新負(fù)載，這是因?yàn)?，如圖 1 所示，自動(dòng)量程負(fù)載具有額外量程。這意味著，與具有傳統(tǒng)輸入特性的電子負(fù)載相比，自動(dòng)量程負(fù)載既可節(jié)省功率需量，又能適應(yīng)未來變化的測(cè)試要求。
圖 1. 相較于具有矩形輸出特性的傳統(tǒng)負(fù)載，EA 自動(dòng)量程負(fù)載的輸入特性
03 確定所需控制參數(shù)
電子負(fù)載能夠控制功率、電壓和電流。EA負(fù)載的功能更多，它還能夠控制電阻。請(qǐng)確保您選擇的負(fù)載可控制DUT測(cè)試所需的所有參數(shù)。
以下兩種情形，電阻可控這一功能尤為重要。一是電源測(cè)試，通常要求在恒流模式下以不同的負(fù)載條件進(jìn)行測(cè)試。二是充電設(shè)備的測(cè)試，需要控制電壓，以便確定充電器對(duì)電壓上升的響應(yīng)。現(xiàn)在，您需要在眾多不同的負(fù)載電阻下確定DUT的性能。在這種情況下，您將需要負(fù)載對(duì)電阻進(jìn)行控制。
需要注意的另一個(gè)參數(shù)是，在吸收最大額定電流時(shí)，負(fù)載必須將電壓控制到多低的水平。就吸收最大額定電流時(shí)負(fù)載能夠控制的最低電壓而言，所有電子負(fù)載都存在限制。低于這個(gè)電壓時(shí)，吸收電流容量將直線降低。如果測(cè)試過程要求在低壓條件下測(cè)試DUT輸出，請(qǐng)確保負(fù)載能夠在吸收所需電流的同時(shí)，在所需的低壓下進(jìn)行控制。定義這個(gè)最低控制電壓的負(fù)載參數(shù)是Imax下的VMin。
04 確定所需的測(cè)試方法類型
您是否需要在動(dòng)態(tài)條件（比如，負(fù)載快速變化）或者干擾（比如，噪聲）下測(cè)試DUT？如果您要測(cè)試電池、電池充電器、燃料電池或太陽能電池板，則可能希望模擬各種測(cè)試條件。您可以使用外部函數(shù)發(fā)生器創(chuàng)建動(dòng)態(tài)負(fù)載條件；然而，連接有小功率函數(shù)發(fā)生器的大功率電子負(fù)載會(huì)增加測(cè)試系統(tǒng)的復(fù)雜度。函數(shù)發(fā)生器需要受到保護(hù)，以免因負(fù)載吸收的高電壓或高電流而損壞。為此，EA將函數(shù)發(fā)生器集成到了電子負(fù)載中。
這樣的內(nèi)置函數(shù)發(fā)生器能夠創(chuàng)建自定義波形，以模擬DUT所承受的不同負(fù)載條件。函數(shù)發(fā)生器能夠生成斜坡和脈沖負(fù)載，用以測(cè)試DUT對(duì)動(dòng)態(tài)負(fù)載變化的響應(yīng)。由于直流電平的波形可以模擬和測(cè)試DUT（如電源）對(duì)噪聲的響應(yīng)，因此，EA電子負(fù)載的內(nèi)置函數(shù)發(fā)生器能夠創(chuàng)建I-V曲線，用于進(jìn)行以下模擬：
·模擬電池供電設(shè)備以測(cè)試電池性能
·模擬電池以測(cè)試車載充電器性能
·模擬電池燃料或太陽能電池陣列的負(fù)載以測(cè)試其性能。
圖 2 舉例顯示了 EA 負(fù)載能夠模擬的最大功率點(diǎn) (MPP) 曲線。
圖 2. EA 電子負(fù)載的內(nèi)置函數(shù)發(fā)生器能夠模擬進(jìn)行最大功率點(diǎn)追蹤的太陽能逆變器，從而測(cè)試太陽能電池陣列
內(nèi)置函數(shù)發(fā)生器讓您能夠擁有非常大的測(cè)試靈活性，并且無需使用額外的儀器、函數(shù)發(fā)生器和方法，亦可安全地將此函數(shù)發(fā)生器連接到負(fù)載。
05 探討降低電力消耗帶來的降本
我們可助您盡可能降低所消耗的電網(wǎng)電力以及由相關(guān)負(fù)載產(chǎn)生的熱量。EA負(fù)載作為回饋式負(fù)載，通過逆變器將吸收的直流電轉(zhuǎn)換為交流波形，以交流電的形式回饋電網(wǎng)。能量回收效率高達(dá)96%，這大大降低了電力消耗、節(jié)省了公共事業(yè)成本。對(duì)比回饋式負(fù)載所帶來的降本，傳統(tǒng)負(fù)載則有著較高的成本，它必須配置充足的冷卻裝置，用以耗散因吸收電力而產(chǎn)生的熱量。
06 考慮所需的公共設(shè)施
額定吸收功率3kW的EA負(fù)載能夠通過單相電來工作，藉由內(nèi)部強(qiáng)制風(fēng)冷，保持安全工作溫度。額定吸收功率5kW至15kW的負(fù)載需要使用三相電源，同樣采用內(nèi)部強(qiáng)制風(fēng)冷。即便是通過三相電源工作的EA 30kW負(fù)載，也采用內(nèi)部風(fēng)扇來達(dá)到冷卻目的。除風(fēng)扇之外，面對(duì)更大功率的模塊，您可以選擇使用水冷方式。請(qǐng)務(wù)必了解所選電子負(fù)載的基礎(chǔ)設(shè)施要求，并為此做好準(zhǔn)備。
07 明確負(fù)載的安全要求
電子負(fù)載的吸收功率可能非常大，而且必須支持高電壓和高電流。因此，確保負(fù)載受到恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)非常重要。例如，如果負(fù)載的內(nèi)部溫度過高，所產(chǎn)生的熱量可能損壞負(fù)載。因此，您應(yīng)確保對(duì)負(fù)載進(jìn)行過溫保護(hù)，在內(nèi)部溫度達(dá)到危險(xiǎn)級(jí)別時(shí)，及時(shí)關(guān)閉負(fù)載。您還應(yīng)考慮對(duì)負(fù)載進(jìn)行過流、過壓和過功率保護(hù)。EA負(fù)載兼具這四種保護(hù)方式。
08 明確控制要求
確保所選擇的負(fù)載擁有應(yīng)用所需的通訊接口。EA負(fù)載提供了大量接口，可廣泛適配眾多不同的應(yīng)用。除標(biāo)配接口外，所有選配接口都是可現(xiàn)場(chǎng)安裝的模塊，插入負(fù)載的背板即可使用。您可方便且輕松地添加新接口，以滿足未來新的應(yīng)用需求。
EA電子負(fù)載配備了USB和Ethernet接口。另外，EA負(fù)載還可選配RS-232接口。在連接到PC時(shí)，負(fù)載使用標(biāo)準(zhǔn)SCPI命令進(jìn)行可編程控制。
如果需要將負(fù)載用于工業(yè)應(yīng)用，通常需要將負(fù)載連接到可編程邏輯控制器(PLC)。EA負(fù)載讓您能夠方便地集成到基于PLC的控制系統(tǒng)中。我們的負(fù)載使用Modbus命令語言，并可針對(duì)PLC控制選配多樣化的接口，包括Modbus、CAN、CANopen、EtherCAT、Profibus和Profinet接口。
此外，您可以藉由來自標(biāo)配接口的模擬信號(hào)，控制EA負(fù)載。該接口是一種隔離型模擬量接口。并非所有負(fù)載都配有電隔離模擬接口，以用于在工業(yè)應(yīng)用中將儀器接地與高噪聲接地分開。如要使用模擬量控制，建議選擇具有隔離型接口的負(fù)載，以免受到接地噪聲干擾。
如要手動(dòng)控制負(fù)載，請(qǐng)確保負(fù)載配有顯示屏和手動(dòng)操作控件。EA負(fù)載擁有觸摸顯示屏（見圖 2），讓您能夠輕松訪問設(shè)備設(shè)置并控制相關(guān)功能。EA負(fù)載還提供了多種語言選項(xiàng)，有助于提高內(nèi)容的可理解性，以便全球不同地區(qū)的使用。
圖 3. EA 10000 系列電子負(fù)載觸摸屏
即使不采用手動(dòng)負(fù)載控制，也應(yīng)考慮配備前顯示屏和控件，它們能夠讓您方便地測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)并進(jìn)行故障排除。EA電子負(fù)載上的全彩觸摸顯示屏可簡(jiǎn)化開發(fā)與故障排除工作。
09 考慮可擴(kuò)展性，提供電源容量
如果應(yīng)用所需的電力超過單一負(fù)載的能力，那么您就會(huì)希望自己所選擇的負(fù)載能夠方便且安全地并聯(lián)多個(gè)負(fù)載。EA擁有主—輔工作模式，讓一個(gè)主負(fù)載能夠控制多個(gè)其他負(fù)載。此外，EA負(fù)載具有“共享總線”工作模式，可確保所有負(fù)載均等吸收輸入功率。“共享總線”模式可保護(hù)各負(fù)載，以免因吸收過多電力而損壞。EA提供了一系列直流電源機(jī)架和機(jī)柜的完整解決方案，它們已完成了接線，可直接與符合UL508/NFPA-79標(biāo)準(zhǔn)的全集成式安全系統(tǒng)一起使用。電源機(jī)架針對(duì)不同的電源或負(fù)載配置了門聯(lián)鎖裝置和獨(dú)立斷路器，并在柜門上設(shè)有急停裝置。利用EA負(fù)載，您可以構(gòu)建一個(gè)吸收功率高達(dá)1.92MW的負(fù)載系統(tǒng)。
10 選擇軟件環(huán)境
對(duì)于自動(dòng)化測(cè)試，可以使用標(biāo)準(zhǔn)編程語言（如各種版本的C語言或Python語言）或者圖形編程語言（如美國國家儀器公司的LabView?語言）對(duì)電子負(fù)載編程。如果不喜歡代碼編程，可以使用EA Elektro Automatik的Power Control Software（電力控制軟件）來控制相關(guān)的設(shè)備，包括電子負(fù)載。此軟件讓您能控制負(fù)載、創(chuàng)建控制序列、以及執(zhí)行測(cè)試方案，以便測(cè)試電池、燃料電池、汽車標(biāo)準(zhǔn)和太陽能電池板。EA Power Control Software 支持使用 EA 負(fù)載快速開發(fā)自動(dòng)控制程序。
一旦根據(jù)我們的建議評(píng)估了自身需求，您便可以選擇將以經(jīng)濟(jì)高效的方式滿足應(yīng)用需求的電子負(fù)載。
