Der Parameter DC-Lastregelung ist eine der grundlegenden, aber sehr wichtigen Eigenschaften einer Stromversorgung oder eines DC-DC-Wandlers. Er wird in der Regel als "Fähigkeit zur Aufrechterhaltung eines konstanten Spannungspegels am Ausgangskanal eines Netzteils trotz Änderungen der Last des Netzteils" beschrieben und ist in der Regel in Datenblättern angegeben. In vielen Fällen können diese Angaben als Grundlage verwendet werden, wenn man davon ausgeht, dass das Netzteil unter typischen Bedingungen arbeitet.
Es kommt jedoch häufig vor, dass die Eingangs- oder Ausgangsparameter eines Netzteils unvorhersehbar sind oder sich im Laufe der Zeit ändern können. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn die Stromversorgung durch instabile Energiequellen wie Sonnenkollektoren, Windturbinen oder andere elektrische Generatoren erfolgt. Es ist sehr wichtig zu verstehen, wie die Parameter des Prüflings unter verschiedenen Bedingungen aussehen werden.
Andererseits sind Situationen mit konstanter Last recht selten. In der realen Welt sind die Lasten selten konstant und aktiv. In den meisten Fällen variieren sie mit der Zeit und oft auf nichtlineare Weise.
Daher ist es im Entwurfsprozess, in der Prototypentestphase, sehr wichtig, ein reales Testobjekt unter realen Bedingungen zu testen, wenn sich die Eingangsleistungsparameter und die Ausgangslastparameter ändern. Das Schlimmste, was passieren kann, ist, dass man in der Phase der Massenproduktion oder des Einsatzes feststellt, dass der ausgewählte Gleichstromwandler unter bestimmten Bedingungen nicht richtig funktioniert. Vor allem, wenn man wochenlang auf die Lieferung von Komponenten warten muss, wie es heutzutage in der Welt üblich ist.
Eine der einfachsten Methoden zur Bestimmung der DC-Last-Regelcharakteristik ist die Simulation des tatsächlichen Betriebs eines DC-DC-Wandlers mit einem Labornetzteil auf der einen Seite und einer Kette von Hochleistungs-Gleichstromwiderständen auf der anderen Seite. Diese Methode gibt jedoch nur eine sehr grobe Vorstellung von der DC-Last-Regelcharakteristik und nur für eine ohmsche Last. Für eine vollständige Prüfung ist dies eindeutig nicht ausreichend.
Für eine vollständige Prüfung sollten eine programmierbare Stromversorgung und eine programmierbare elektronische Last verwendet werden, die in dieser Kombination alle möglichen Variationen der Eingangs- und Ausgangsparameter emulieren können. Noch besser ist es, wenn beide Geräte in einem kombiniert sind und sowohl unabhängig als auch in Kombination arbeiten können. In diesem Fall können wir auch die Abhängigkeit der Ausgangsparameter von den Eingangsparametern testen. Das heisst, man kann tatsächlich eine Linienregelung testen.
Ein Beispiel für eine solche Lösung sind die programmierbaren Stromversorgungen der Serie GPP-x323 von GW Instek. Ihre Kanäle liefern nicht nur 32V/3A Ausgangsleistung, sondern verfügen auch über eine integrierte programmierbare elektronische Lastfunktion für 32V konstante Spannung (CV), 3,2A konstanten Strom (CC) und 1k konstanten Widerstand (CR).
Alle Umschaltungen werden je nach gewählter Betriebsart automatisch innerhalb des Netzteils vorgenommen, was den Prozess selbst stark vereinfacht und einen fehlerfreien Betrieb gewährleistet.
Bei der GPP-x323-Serie handelt es sich um ein Netzgerät mit mehreren Ausgängen, das nicht nur über eine hohe Ausleseauflösung (0,1 mV/0,1 mA) und eine Einschwingzeit von≦50 µs verfügt, sondern bei dem auch der Stromausgang von Kanal 1 und Kanal 2 auf einen Stromverbrauchseingang geschaltet werden kann. Das GPP-x323 kann den Batteriestromverbrauch eines elektronischen Geräts simulieren und gleichzeitig die Batterie aufladen oder eine externe Stromversorgung emulieren. Stellen Sie die Stromaufnahme von Kanal 2 des GPP-x323 entsprechend dem Stromverbrauch des elektronischen Geräts ein und stellen Sie die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom von Kanal 1 entsprechend den Batterieladespezifikationen ein. Das GPP-x323 kann einfache Lade- und Entladetests durchführen, ohne an eine elektronische Last angeschlossen zu sein. Die Tests können auf einem begrenzten Testgelände durchgeführt werden und die Kosten für den Kauf von Testgeräten können reduziert werden.
Die GPP-Serie bietet die Funktion der sequentiellen Ausgabe auf Kanal 1 und Kanal 2. Mit dieser Funktion kann der Benutzer nicht nur die Wellenform des Leistungsausgangs bearbeiten, sondern auch die sequentielle Konstantspannungs- (CV) oder Konstantstrom- (CC) Lastwellenform einstellen, d. h. eine serielle Leistungsausgabe oder einen Simulationstest einer dynamischen Last. Um die Einstellung der Wellenformbearbeitung zu vereinfachen, verfügt die GPP-Serie über 8 eingebaute Templet-Wellenformen in der Sequenzausgangsfunktion, die der Benutzer direkt für die Ausgabe verwenden kann, einschliesslich der Wellenformen Sinus, Puls, Rampe, Treppe aufwärts, Treppe abwärts, Treppe aufwärts, Exp Rise, Exp Fall.
Die maximal einstellbaren Punkte für die Sequenzfunktion sind 2048, und der Intervallbereich für jeden Punkt kann von 1 bis 300 Sekunden eingestellt werden. Die Bearbeitungsdaten der Sequenzausgabe können in den internen 10 Sätzen des Speichers gespeichert oder auf einem USB-Flash-Laufwerk als *.SEQ- oder *.CSV-Datei (bis zu 614400 Punkte) abgelegt werden. Die gespeicherte *.CSV-Datei kann zur Bearbeitung und Analyse in Excel exportiert werden. Die fertig bearbeitete Datei kann über einen USB-Stick wieder in das Netzgerät importiert werden.
Auf diese Weise kann eine der grundlegenden, aber kritischen Eigenschaften eines DC-DC-Wandlers oder eines Netzteils sehr einfach und sehr genau mit modernen, kostengünstigen und verfügbaren Messgeräten bestimmt werden.
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