產(chǎn)品中心
當(dāng)前位置:首頁 > 產(chǎn)品中心 > 泰克Teksight > 直流電源 > EA 10000 系列直流電源
簡(jiǎn)要描述:EA-10000 系列直流電源和電子負(fù)載可為您的應(yīng)用帶來各種功能和效率提升。其中的有源功率因數(shù)校正功能,能夠充分減少電網(wǎng)的能源浪費(fèi)。雙向再生供電系統(tǒng)能夠回收能量并反饋給電網(wǎng),效率高達(dá) 96% 以上。
產(chǎn)品分類CLASSIFICATION
相關(guān)文章ARTICLES
詳細(xì)介紹
品牌 | TeKtronix/美國泰克 | 供貨周期 | 兩周 |
---|---|---|---|
應(yīng)用領(lǐng)域 | 綜合 |
EA-10000 系列直流電源和電子負(fù)載可為您的應(yīng)用帶來各種功能和效率提升。其中的有源功率因數(shù)校正功能,能夠充分減少電網(wǎng)的能源浪費(fèi)。雙向再生供電系統(tǒng)能夠回收能量并反饋給電網(wǎng),效率高達(dá) 96% 以上。真正的自動(dòng)量程功能,可以在更廣的電壓和電流值范圍內(nèi)提供最大功率。通過一套靈活可選的控制接口,您可以在幾乎任何生產(chǎn)環(huán)境中控制計(jì)算機(jī)。
EA-10000系列有超過180種不同的型號(hào),以滿足您的需求。
首先要考慮哪個(gè)系列適合您的應(yīng)用:基礎(chǔ)電源、智能電源、雙向電源或電子負(fù)載。請(qǐng)閱讀下面的詳細(xì)信息,了解它們的區(qū)別。
一旦你知道哪個(gè)組件最shi合你,就決定你需要的電源量。這個(gè)決定會(huì)影響哪些外形可以滿足你的需要:2U、3U、4U或6U的機(jī)架高度。
PS和PSI模型
PS和PSI型號(hào)專注于提供電力,而無需將電力作為負(fù)載?;A(chǔ)電源型號(hào)(PS)提供真正的自控功能,100%基于SiC的設(shè)計(jì),以及4種不同的恒壓、恒流、功率或電阻控制模式。電源還可以與多達(dá)64個(gè)總計(jì)儀器并聯(lián),為您的應(yīng)用帶來更多電力。
智能電源模型(PSI)包含了PS模型的所有功能,并添加了具有基本波形和任意能力的集成功能發(fā)電機(jī)。適用于EN 50530和 LV123、 LV124、 LV148 等標(biāo)準(zhǔn)的特殊光伏和汽車測(cè)試程序也附帶了PSI模型。
雙向電源模式(PSB)包括PSI模式的所有功能,并增加了吸收(吸收)電力并返回到本地電網(wǎng)的能力。從同一個(gè)箱子采購和吸收電力節(jié)省了寶貴的空間,PSB模式在返回電網(wǎng)的效率>96%,節(jié)省了電費(fèi)和冷卻成本。PSB模式是EA-10000系列中最靈活的解決方案。
當(dāng)不需要采購而只需要下沉電力時(shí),再生電子負(fù)荷模型(ELR)是明智的選擇。ELR模型可捕獲高達(dá)96%的下沉電流并將該電力反饋回本地電網(wǎng),從而降低熱量、噪音和HVAC成本,從而節(jié)省運(yùn)營費(fèi)用。ELR還保留了PSI和PSB模型的內(nèi)置波形發(fā)生器和特殊測(cè)試程序模式。
針對(duì)最高能量密度需求和面向未來的應(yīng)用,EA-10000工業(yè)系列可供選擇。6U外形可提供高達(dá) 60kW 的功率,19“機(jī)架解決方案意味著您可以從0.6平方米的地板空間中提供 300 千瓦的功率 。 最多可組合13個(gè)機(jī)架,實(shí)現(xiàn)3.84MW的雙向輸電和回電。工業(yè)系列產(chǎn)品可作為基礎(chǔ)電源(PU)、雙向電源(PUB)和再生電子負(fù)載(EUL)提供。
系列 | 力量 | 電壓 | 目前的 |
---|---|---|---|
EA-PS 10000 2U | 0-1500瓦/0-3000瓦 | 0-60伏直至0-1500伏 | 0-6 A 至 0-120 A |
EA-PS 10000 3U | 0-5kW/0-10kW/0-15kW | 0-60伏直至0-2000伏 | 0-20 A 至 0 - 510 A |
EA-PS 10000 4U | 0-30000 W | 0-60伏直至0-2000伏 | 0-40 A 至 0-1000 A |
EA-PU 10000 4U | 0-30000 W | 0-60伏直至0-2000伏 | 0-40 A 至 0-1000 A |
EA-PU 10000 6U | 0-60000 W | 0-360伏直至0-2000伏 | 0-40 A 直至 0 - 1000 A 0-80 A 直直到 0 - 480 A |
EA-PSI 10000 2U | 0-1500瓦/0-3000瓦 | 0-60伏直至0-1500伏 | 0-6 A 至 0-120 A |
EA-PSI 10000 3U | 0-5kW/0-10 kW/0-15 kW | 0-60伏直至0-2000伏 | 0-20 A 至 0-510 A |
EA-PSI 10000 4U | 0-30000 W | 0-60伏直至0-2000伏 | 0-40 A 至 0 - 1000 A |
在汽車和工業(yè)應(yīng)用中,由于硅基半導(dǎo)體性能的局限性, 功率電子中使用的半導(dǎo)體材料正逐漸從硅過渡到如碳 化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)這類寬禁帶半導(dǎo)體。GaN 和SiC 支持更小、更快、更高效的設(shè)計(jì)。規(guī)制和經(jīng)濟(jì)壓 力持續(xù)促使高壓功率電子設(shè)計(jì)的效率提高。在空間受限 和/ 或移動(dòng)應(yīng)用(例如電動(dòng)汽車)中,更小、更輕的設(shè)計(jì) 的功率密度優(yōu)勢(shì)尤為明顯,而從系統(tǒng)成本降低的角度來 看,更緊湊的功率電子設(shè)備也普遍受到青睞。同時(shí),隨著 政府推出財(cái)政激勵(lì)措施和更嚴(yán)格的能效規(guī)定,效率的重 要性日益增長。例如,歐盟的Eco-design 指令、美國能 源部2016 年效率標(biāo)準(zhǔn)、中國質(zhì)量認(rèn)證中心(CQC)標(biāo)志 等全球?qū)嶓w發(fā)布的指南,都在管理電氣產(chǎn)品和設(shè)備的能 效要求。從電力生成到消耗的各個(gè)階段,功率電子都需 要實(shí)現(xiàn)更高的能效,如圖1 所示。功率轉(zhuǎn)換器在生成、 傳輸和消耗鏈的多個(gè)階段運(yùn)作,由于這些操作沒有一個(gè) 是100% 高效的,因此每一步都會(huì)有一些功率損失。主 要由于熱能損失,這些效率的整體下降在整個(gè)周期中不 斷加劇.
然而,開關(guān)損耗是不可避免的。因此,目標(biāo)是通過設(shè)計(jì) 優(yōu)化來最小化損失。與效率相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)必須經(jīng)過嚴(yán) 格的測(cè)量。 典型的轉(zhuǎn)換器效率約為87% 到90%,這意味著10% 到 13% 的輸入功率在轉(zhuǎn)換器內(nèi)部消耗掉,大部分以廢熱的 形式。這種損失的一大部分發(fā)生在開關(guān)設(shè)備如MOSFET 或IGBT 上。
理想情況下,開關(guān)設(shè)備只有“開"或“關(guān)"兩種狀態(tài),如 圖3 所示,并能瞬間在這兩種狀態(tài)間切換。在“開"狀態(tài)時(shí), 開關(guān)的阻抗為零歐姆,無論通過開關(guān)的電流有多大,都不 會(huì)在開關(guān)中耗散任何功率。在“關(guān)"狀態(tài)時(shí),開關(guān)的阻抗 為無限大,無電流流過,因此不耗散任何功率。 然而,實(shí)際上在“開"到“關(guān)"(關(guān)斷)和“關(guān)"到“開"(開 通)的轉(zhuǎn)換過程中會(huì)耗散功率。這些非理想行為是由于電 路中的寄生元件造成的。如圖4 所示,門極上的寄生電容 會(huì)減緩器件的切換速度,延長開通和關(guān)斷時(shí)間。MOSFET 的漏極和源極之間的寄生電阻在漏電流流動(dòng)時(shí)會(huì)耗散功 率。
還需要考慮MOSFET 體二極管的反向恢復(fù)損失。二極 管的反向恢復(fù)時(shí)間是衡量二極管切換速度的一個(gè)指標(biāo), 因此會(huì)影響轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)中的切換損失。
因此,設(shè)計(jì)工程師需要測(cè)量所有這些時(shí)間參數(shù),以盡量 減少切換損失,從而設(shè)計(jì)出更高效的轉(zhuǎn)換器。
雙脈沖測(cè)試是一種測(cè)量功率設(shè)備的切換參數(shù)和評(píng)估動(dòng)態(tài) 行為的方法。使用這種應(yīng)用的用戶通常希望測(cè)量以下切換 參數(shù):
開通參數(shù):開通延遲(t d(on))、上升時(shí)間(tr)、開通時(shí)間(t on)、 開通能量(Eon)、電壓變化率(dv/dt)和電流變化率(di/ dt)。然后確定能量損失。
關(guān)斷參數(shù):關(guān)斷延遲(td(off ))、下降時(shí)間(tf)、關(guān)斷時(shí) 間(toff)、關(guān)斷能量(Eoff)、電壓變化率(dv/dt)和電 流變化率(di/dt)。然后確定能量損失。
反向恢復(fù)參數(shù):反向恢復(fù)時(shí)間(trr)、反向恢復(fù)電流(Irr)、 反向恢復(fù)電荷(Qrr)、反向恢復(fù)能量(Err)、電流變化率(di / dt)和正向?qū)妷海╒sd)。
此測(cè)試的執(zhí)行目的是:
保證像MOSFET 和IGBT 這類功率設(shè)備的規(guī)格。
確認(rèn)功率設(shè)備或功率模塊的實(shí)際值或偏差。
在各種負(fù)載條件下測(cè)量這些切換參數(shù),并驗(yàn)證多個(gè)設(shè)備的 性能。
第一步,由第一次開通脈沖代表,是初始調(diào)整的脈寬。這 建立了電感中的電流。調(diào)整此脈沖以達(dá)到圖8 所示的所需 測(cè)試電流(Id)。
第二步(2)是關(guān)閉第一個(gè)脈沖,這在自由輪二極管中產(chǎn) 生電流。關(guān)斷周期很短,以保持電感中的負(fù)載電流盡可能 接近恒定值。圖8 顯示低側(cè)MOSFET 上的Id 在第二步 歸零;然而,電流通過電感和高側(cè)二極管流動(dòng)。這可以在 圖6 和圖7 中看到,電流通過高側(cè)MOSFET(未被開通的 MOSFET)的二極管流動(dòng)。
第三步(3)由第二次開通脈沖代表。脈沖寬度比第一次脈 沖短,以防設(shè)備過熱。第二個(gè)脈沖需要足夠長,以便進(jìn)行 測(cè)量。圖8 中看到的電流超調(diào)是由于高側(cè)MOSFET/IGBT 的自由輪二極管反向恢復(fù)所致。
然后在第一次脈沖的關(guān)斷和第二次脈沖的開通時(shí)捕獲關(guān) 斷和開通時(shí)間測(cè)量。
下一部分將討論測(cè)試設(shè)置和測(cè)量方式。
圖9 展示了進(jìn)行雙脈沖測(cè)試的設(shè)備設(shè)置。需要以下設(shè)備:
AFG31000:連接到隔離門驅(qū)動(dòng)器,并使用設(shè)備上的雙脈 沖測(cè)試應(yīng)用快速生成不同脈寬的脈沖。隔離門驅(qū)動(dòng)器用于 開通MOSFET。
示波器:4/5/6 系列MSO(此設(shè)置使用Tektronix 5 系列 MSO):測(cè)量VDS、VGS 和ID。
示波器上的雙脈沖測(cè)試軟件:4/5/6 系列MSO 上的Opt. WBG-DPT,用于自動(dòng)化測(cè)量。
用于低側(cè)設(shè)備和高側(cè)二極管反向恢復(fù)的探頭:
低側(cè)探測(cè):
高側(cè)探測(cè):
– Ch4:IRR - TCP 系列電流探頭
– Ch5:VDS - THDP/TMDP 系列電壓探頭
– Ch1:VDS - TPP 系列或THDP/TMDP 系列電壓探頭
– Ch2:VGS - TPP 系列或帶MMCX 適配器jian端的TIVP 隔 離探頭。
– Ch3:ID - TCP 系列電流探頭
直流電源
高壓電源:
門驅(qū)動(dòng)電路電源:
– 2230 系列或2280S 系列直流電源
– EA-PSI 10000 可編程電源,最高2 千伏,30 千瓦
– 2657A 高壓源表單元(SMU),最高3 千伏
– 2260B-800-2,可編程直流電源,最高800 伏
雙脈沖測(cè)試應(yīng)用讓用戶能夠創(chuàng)建具有不同脈寬的脈沖,這一直是主要的用戶痛點(diǎn),因?yàn)閯?chuàng)建具有不同脈寬的脈沖的 方法耗時(shí)。這些方法包括在PC 上創(chuàng)建波形并上傳到函數(shù)發(fā)生器。其他方法是使用需要大量編程工作和時(shí)間的微控 制器。AFG31000 上的雙脈沖測(cè)試應(yīng)用使得用戶能夠直接從前端顯示屏進(jìn)行操作。該應(yīng)用直觀且快速設(shè)置。第一個(gè) 脈寬調(diào)整以獲得所需的開關(guān)電流值。第二個(gè)脈沖也可以獨(dú)立于第一個(gè)脈沖進(jìn)行調(diào)整,通常比第一個(gè)脈沖短,以防止功 率設(shè)備被破壞。用戶還可以定義每個(gè)脈沖之間的時(shí)間間隔。
圖11展示了雙脈沖測(cè)試應(yīng)用窗口。在這里,用戶可以設(shè)置:
脈沖數(shù)量:2 至30 脈沖
高低電壓幅度(V)
觸發(fā)延遲(秒)
觸發(fā)源 - 手動(dòng)、外部或定時(shí)器
負(fù)載 - 50Ω 或高阻(high Z)
脈泰克(Tektronix) 4、5 或6 系列MSO 示波器
泰克電流探頭TCP0030A-120 MHz
泰克高壓差分探頭:TMDP0200
凱斯利(Kiethley) 直流電源 - 2280S(為門驅(qū)動(dòng)IC 供電)
凱斯利2461 SMU 儀器(為電感供電)
電感:約1 mH
電源連接如下:
MOSFET 焊接在電路板上。Q2 是低側(cè),Q1 是高側(cè)。
Q1 的門和源需要短接,因?yàn)镼1 不會(huì)被打開。
Q2 的門電阻已焊接。R = 100Ω。
AF31000 的CH1 連接到評(píng)估板上的PWM_L 和GND 輸 入。
凱斯利電源連接到評(píng)估板上的Vcc 和GND 輸入,為門驅(qū) 動(dòng)IC 供電。
凱斯利2461 SMU 儀器連接到HV 和GND,為電感供電。
然后將電感連接到HV 和OUT。
一旦所有電源連接都已安全連接,我們可以將示波器的 探頭連接到Q2(低側(cè)MOSFET)。
一個(gè)被動(dòng)探頭連接到VGS。
差分電壓探頭連接到VDS。
TCP0030A 電流探頭通過 MOSFET源引腳上的環(huán)路。
4/5/6 系列MSO 上的雙脈沖測(cè)試軟件
WBG-DPT 應(yīng)用相較于手動(dòng)測(cè)試提供了幾個(gè)重要優(yōu)勢(shì):
縮短測(cè)試時(shí)間
即使在帶有振鈴的信號(hào)上也能實(shí)現(xiàn)可重復(fù)的測(cè)量
根據(jù)JEDEC/IEC 標(biāo)準(zhǔn)或使用自定義參數(shù)進(jìn)行測(cè)量
預(yù)設(shè)功能以便于示波器設(shè)置
在脈沖之間和注釋之間輕松導(dǎo)航
在結(jié)果表中總結(jié)測(cè)量結(jié)果
通過報(bào)告、會(huì)話文件和波形記錄結(jié)果
完整的編程接口實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化
使用可配置的限制和對(duì)失敗采取的行動(dòng)進(jìn)行合格/ 不合 格測(cè)試
有關(guān)WBG-DPT 應(yīng)用的更多信息,請(qǐng)參閱數(shù)據(jù)表。
測(cè)量分為開關(guān)參數(shù)分析、開關(guān)定時(shí)分析和二極管恢復(fù)分 析。
脈沖的幅度設(shè)置為2.5 伏。第一個(gè)脈沖的脈寬設(shè)置為 10 微秒,間隙設(shè)置為5 微秒,第二個(gè)脈沖設(shè)置為5 微秒。 觸發(fā)設(shè)置為手動(dòng)。
SMU 儀器設(shè)置為向HV 源輸入100 伏。配置好門驅(qū)動(dòng) 信號(hào)和電源后,現(xiàn)在可以使用示波器上的WBG-DPT 應(yīng) 用來配置和執(zhí)行雙脈沖測(cè)試。
注意圖18 中的波形與圖8 中顯示的波形相似。再次提到,Ids 上看到的電流超調(diào)是由于高側(cè)MOSFET/IGBT 的自由 輪二極管的反向恢復(fù)。這個(gè)尖峰是被使用設(shè)備的固有特性,并將導(dǎo)致?lián)p耗。
測(cè)量開通和關(guān)斷時(shí)序及能量損失
為了計(jì)算開通和關(guān)斷參數(shù),我們查看第一個(gè)脈沖的下降 沿和第二個(gè)脈沖的上升沿。
td(on): VGS 在其峰值的10% 與VDS 在其峰值的90% 之間 的時(shí)間間隔。
Tr: Vds 從90% 降到10% 的峰值之間的時(shí)間間隔。
td(off): VGS 在其峰值的90% 與VDS 在其峰值的10% 之間 的時(shí)間間隔。
Tf: Vds 從10% 升到90% 的峰值之間的時(shí)間間隔。
展示了在示波器上捕獲的波形和開通參數(shù)的測(cè)量。 在示波器上,啟動(dòng)WBG-DPT 應(yīng)用。選擇功率設(shè)備類型 為MOSFET。配置VDS、ID和VGS 源。
轉(zhuǎn)到開關(guān)定時(shí)分析組。添加Td(on)、Td(off)、Tr 和Tf 測(cè)量。
配置Td(on) 測(cè)量,點(diǎn)擊預(yù)設(shè)。這將示波器設(shè)置為單次采集。
開啟電源。
開啟AFG31000 以產(chǎn)生輸出脈沖。
產(chǎn)品咨詢