高性能三通道雙向電源：實現更多測試與更高吞吐量
2025-04-16 09:56:57 EETOP隨著科技的飛速發展，測試工程師們常常面臨這樣的挑戰：生產需求超出了現有測試系統的能力，或者需要同時測試多個參數。在這種情況下，傳統的解決方案通常是構建更多的測試系統并配備更多的測試設備，尤其是在需要多臺直流電源的大功率應用中。然而，這種方法不僅成本高昂，還增加了系統的復雜性和維護難度。
典型應用場景包括：
- 測試帶有多個逆變器和電池備份的太陽能電池組，確保其在復雜工況下的性能和可靠性；
- 同時為電動汽車（EV）的推進系統及傳感/控制子系統供電并進行測試，以驗證系統的整體性能；
- 在測試DC-DC轉換器時，需要使用多臺電源設備來模擬不同的工作條件。
這些聽起來熟悉的應用場景，正推動大功率直流電源的需求激增。如今，EA Elektro-Automatik為此提供了解決方案。EA-PSB 20000三通道系列的15 kW和30 kW可編程雙向直流電源，配備三個獨立、隔離的雙象限通道，既能供電也能吸收電能（圖1）。傳統測試中需分別使用電源和負載設備，而EA-PSB 20000的單個通道可作為電源，另一通道則作為負載。三通道設計省去了多臺電源和負載設備，節省成本與機架空間。
圖1：EA-PSB 20000可編程雙向電源的前后面板。后面板顯示三個獨立電源的連接接口。
盡管EA-PSB 20000將三通道集成于單一設備，但每通道均具備強大性能。3U型號提供了三個5 kW通道，其六種型號的輸出（輸入）范圍覆蓋從0–60 V（170 A/通道）到0–920 V（20 A/通道）。例如，60 V型號可以提供高達170 A的電流，而920 V型號則適用于高電壓應用場景。4U型號的功率翻倍，達到10 kW/通道，電流容量也相應提升，最高可達340 A/通道（60 V型號）或40 A/通道（920 V型號）。通過并聯通道，3U和4U型號的總功率可分別提升至15 kW和30 kW，滿足更高功率需求。
若需更高功率，可并聯多達8臺EA-PSB 20000，實現最高240 kW輸出。15 kW型號并聯后最大電流達4080 A（24通道并聯），30 kW型號則可達8160 A。此外，15 kW與30 kW型號可混合搭配，靈活實現30 kW至240 kW的功率需求。
對于800 V電池驅動的汽車電路測試，EA-PSB 20000支持串聯兩臺設備，輸出高達1840 V電壓。
全面的電源性能和簡化的進階功能
傳統電源僅在額定電壓和電流（VMax和IMax）下提供最大功率，而EA雙向電源具備真正的自動量程特性（圖2），可在額定電壓的1/3至最大值范圍內持續輸出滿功率。相比之下，傳統矩形輸出特性的電源需三倍功率才能匹配EA電源的電流能力（圖3），從而顯著降低測試系統成本。
圖2：EA-PSB 20000雙向電源的自動量程輸出特性曲線
圖3：傳統電源需三倍功率才能達到同等電流輸出
EA-PSB 20000內置函數發生器，支持生成電池、燃料電池和太陽能電池板的I-V曲線，以及正弦、三角波、方波等標準波形，還能自定義斜坡、脈沖和任意波形。動態測試能力可驗證被測設備在噪聲環境下的響應，無需外接波形發生器，節省成本與空間。
圖4：生成斜坡波形的電壓與時間參數設置
三通道設計允許一臺EA-PSB 20000同時作為電源和負載（圖5）。例如，測試DC-DC轉換器時，一通道供電，另一通道作為電子負載驗證輸出規格，無需額外設備。
圖5：EA-PSB 20000一通道為DC-DC轉換器供電，另一通道作為負載
高效雙向電源設計
EA-PSB 20000采用再生技術（圖6），可將96.5%的吸收能量回饋電網。高能效不僅降低電費，還減少設備發熱，從而降低冷卻需求，進一步節約成本。
圖6：EA-PSB 20000雙向電源的能量回饋效率高達96.5%
三通道雙向電源降低設備采購成本，高能效減少運營開支。獨立通道設計使吞吐量提升高達3倍，機架空間節省67%。得益于SiC功率MOSFET技術，15 kW和30 kW功率分別壓縮至3U和4U機箱內，實現超高功率密度。
每通道均配備過流、過壓、過功率和過熱保護，提供高功率與卓越安全性。并聯時，主-從總線（Master-Auxiliary-Bus）確保所有通道同步控制，共享總線（Share-Bus）則均衡分配負載，避免單通道超載。
EA-PSB 20000支持1 ms快速通信，內置USB、1 Gb以太網、5 Mb CAN FD和100 Mb EtherCAT接口， 電氣隔離設計有效抗干擾，適配汽車及工業系統。EA-PSB 20000系列以自動量程提供最寬電流范圍，內置函數發生器可替代4–6臺設備，吞吐量提升3倍，空間與成本節約效果顯著。再生技術進一步放大效益。
EA-PSB 20000系列不僅以更少的硬件實現了更高的功率、更強的功能與更優的效率，還為測試工程師提供了一種高效、靈活且經濟的解決方案。隨著科技的不斷進步，EA-PSB 20000系列將繼續引領行業創新，助力工程師們在多電源/負載測試場景中實現更高的效率和更低的成本。了解更多，
