プログラマブル直流電子負荷 Model 63600 Series

  • CE Mark
  • Rohs 2 Compliant
プログラマブル直流電子負荷
特長
  • 定格電力:100W×2/300W/400W
  • 電圧範囲:0V~600V
  • 電流範囲:0A~80A
  • 1メインフレームに最大10チャンネル搭載可能
  • 測定確度:3レンジ式、高精度の電圧/電流/電力測定機能
  • 最小動作電圧:0.6V@80A(Typical、63640-80-80)
  • 世界初CZモード採用:CZモードとは従来の電圧、電流設定ではなく、接続される実負荷に近い抵抗分、コンデンサ分、更にケーブル線間のL成分、R成分の設定が可能な容量性負荷シミュレーション 
    - 負荷抵抗(RL)設定範囲:各モジュールのCRモードの設定範囲
    - 負荷容量(CL)設定範囲:30uF~50000uF (分解能:1uF)
    - 線間L(LS)設定範囲:0.1uH~20uH (分解能:0.1uH)
    - 線間R(RS)設定範囲:0.03Ω~20Ω (分解能:0.01Ω)
  • 動作モード:CC/CV/CR/CP
  • ダイナミック周波数スイープ:50kHz
  • 保護機能:OCP、OTP、OPP、OVPおよび逆接続アラーム

Application Note: User-Defined Waveform (UDW) Load Simulation

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63600シリーズは、マルチ出力AC/DC電源、DC-DCコンバータ、携帯電話充電器、バッテリー、PCアダプタ、パワーエレクトロニクス製品を試験するために設計されており、研究、開発、生産、受入検査などのアプリケーションに適しています。

容量性負荷をシミュレートするCZ(定インピーダンス)モードを搭載し、非線形な負荷についても模擬することができます。最小動作電圧は(0.6V@80A Typical、63640-80-80)で、低電圧でも定格電流を引き込むことができるので、燃料電池などの低電圧を必要とするアプリケーションにも適しています。

また、ダイナミックローディングアプリケーションにおいても広範囲にシミュレーションするため、ATX電源のテスト要件を満たしています。

本体のEEPROMのメモリによって、100シーケンスの保存データを即座に呼び出して試験を行うことができます。16bit測定回路は、リアルタイムで電圧、電流測定をし、フロントパネルとPCを介したソフトウェア双方で電圧測定、調整及び短絡試験をシミュレートできます。

アプリケーション

多彩なシステム構成

複数のモジュール間で連携した動作の最適化のために、電子負荷モジュールにマイクロプロセッサを装備しています。すべての電子負荷モジュールは独立して動作させることも、リモート制御を介して複数の出力を同時に行うこともできます。

モジュール設計

簡単にモジュールを入れ替えることができます。メインフレーム(63600-5)は、電子負荷モジュールを5台組み込むことができる標準的なフレームです。63640-80-80のモジュール5台をメインフレームに組み込んで並列させる場合、最大電力2kWで出力できます。また、GO/NG出力ポートを使用することにより、試供体のPass/Failの判断が簡単にできます。メインフレームに組み込まれたモジュールは、共通のGPIBアドレスにより同期および制御が可能です。

動作モード

CV、CC、CR、CPの他、定インピーダンス(CZ)モードで動作させることができます。

Constant Current


定電流アプリケーション:
  1. 電源装置の負荷変調試験
  2. バッテリー放電時間測定と寿命サイクル試験
  3. 燃料電池セル試験
  4. 自動車用ワイパーの負荷パターンシミュレーション

Constant Resistance


定抵抗アプリケーション:
  1. 電源の電流制限設定、立上り立下り速度試験
  2. Soft start test for telecom power
  3. Loading simulation for automotive temperature controller

Constant Voltage


CV Applications:
  1. Charger test for mobile phone
  2. Current limit test for fold back power supply
  3. Fuel cell test
  4. Current source test

Constant Power


CP Applications:
  1. CP power test
  2. Battery capacity test and capacity life cycle test
  3. Pout vs Eff% curve test

高精度測定

63600シリーズには3つの測定電流レンジがあり、16bit高精度A/Dコンバータが搭載されています。これにより、電圧確度0.025%+0.01%F.S.、電流確度0.05%+0.05%F.S.、電力確度0.1%+0.1%F.S.で測定ができます。この高精度測定は、電力効率やその他の重要なパラメータをテストするのに効果を発揮します。

また、63600シリーズはステップ数、ステップ電流、滞留時間を設定することにより、OCP/OPPのトリップ電圧と電流を測定することができます。試験結果のGO/NGを判定し、ディスプレイ上の最大電力(Pmax)を表示後、OCP/OPPテストを完了します。高精度A/Dコンバータによって同時に電圧と電流を測定し、歪みのない正確な電力値を表示します。

定インピーダンスモード(CZ モード)

定インピーダンスモードは、キャパシタンスとインダクタンスを含んだ負荷をシミュレートします。電源の過渡特性評価に適しています。

プログラムシーケンス

100種類のシーケンスをプログラムすることで様々な条件をシミュレートできます。さらに各モジュールは独立動作または同期動作を行うことができます。同期動作は各モジュールが同時に同じプログラムで動作します。 下記に、よく使われるプログラムシーケンスの例を示します。


Simulations of all kinds of real current waveforms for battery discharge testing and other applications are possible. (Notebook, Electric car and Electric bike)
(Single output channel for UUT)


Peak power cycle test for printer power
(Three output channel for UUT)

ダイナミックローディング

ダイナミックモードは、電流値(Load1/Load2)、時間(T1/T2)、立ち上がり/立ち下がりスルーレート、および実行回数の設定ができ、ダイナミックに負荷を切り替えることができます。これによりダイナミックローディング必要な試験を簡単に実行できます。

ダイナミックモードは、リピート回数を1~65535回設定することができ、繰り返しテストに適しています。

ダイナミック周波数スイープコントロール

50kHzまで可変できるダイナミック周波数スイープ(下図参照)の機能を有しています。これは電圧ピークの最も悪い状態を決めるのに役に立ちます。電圧ピーク値(±)の測定は、500kHzで高速サンプリングされます。様々な試験要求を満たすためダイナミックローディングモードは異なる負荷条件をシミュレートすることが可能です。リモート負荷センサと制御回路によりダイナミックローディングにおける波形の歪は最小限に抑えられます。


▲ Figure 1: Sweep Waveform


▲ Figure 2: Measurement of Vpeak

According to Intel's Design Guide for ATX 12V Power Supplies, measurement of output transient response requires simultaneous load steps when testing the power supply's +12VDC, +5VDC and +3VDC outputs (all steps must occur at the same time). The 63600 provides a dynamic synchronous function that can be used to perform this test on up to 10 outputs within each mainframe. The total dynamic synchronous channels can up to 40 when using 4 mainframes providing higher flexible and increased utility.

In addition to the dynamic loading function the 63600 provides Master/Slave (parallel) operation of individual loads. This capability provides for up to 2,000W per mainframe. Figure 3 shows the parallel synchronous dynamic loading and Figure 4 shows the parallel non-synchronous dynamic loading of previous designs. As show, the Vpeak value is significantly reduced and incorrect when using non-synchronous loading.


▲ Figure 3: Parallel synchronous dynamic loading


▲ Figure 4: Parallel non-synchronous dynamic loading

マスタースレーブ並列運転

電力を増やしたい場合、2台以上を並列で運転させることにより、試験に必要な負荷電流をとることができます。マスター機に負荷電流を設定すれば、自動で計算されてスレーブ負荷を制御しマスタースレーブ運転となります。オプションインターフェースのUSB、Ethernet、GPIBを使用し、自動検査システムへの統合することができます。

正弦波ダイナミック機能

バイアス電流(I_DC)、負荷正弦波(I_AC)および正弦波周波数が設定できる正弦波ローディング機能を持っています。正弦波ローディングは0A以上で動作します。この機能は、DC-DCコンバータ、サーバ用電源および燃料電池の内部抵抗DCIR測定に使用することができます。

Digitizing Function

The 63600 offers a digitizing function that makes the load very convenient for recording transients in both voltage and current waveforms.

The following are the specifications of setting parameters:

  • Sampling Time: 2μs to 40ms / Resolution : 2μs (Setting the interval of sampling time)
  • Sampling Point: 1 to 4096 (Setting the total sampling points)

ユーザー定義波形

従来の電子負荷が搭載している、一般的なCC、CV、CP、CRの各モードに加え、複雑な波形に対応するため、下図のようにファンクションジェネレータからのアナログデータやDAQカードからのデジタル波形データを受け取り、出力することが可能で。

実際の電流プロファイルと波形をシミュレーションするため、ユーザー定義波形(UDW)に対応した拡張機能を有しています。実際の電流波形をシミュレーションするために、ユーザーはソフトパネル(オプション)を介して、取得した波形データを電子負荷に転送することが可能です。より厳しい試験要求に対応するため、最大120万のデータポイント、10セットまでの波形を保存することが可能です。 

加えて、実際の負荷状態でのピーク電圧測定にも対応します。これによりピーク電圧を取得するためのオシロスコープを使用する必要がなくなり、時間とコストの削減につながります。

低電圧動作特性

Each 63600 load module contains 3 load current ranges with a minimum full current operating voltage of 0.6V for each range, and the 63600 load can draw maximum current defined by the current range. Based on this design, the 63600 is well suited for testing DC/DC converters, fuel cells, and other low voltage - high current devices. Low voltage operation is possible towards zero volts with corresponding reduced current levels (see de-rating curves)*.


▲ Input Characteristics for Model 63640-80-80

Note: Due to the specification range of the RDS (on) of internal power components, there are variations in the actual loadable current values for each load when the operating voltage is below the minimum operating voltage.


▲ Low Voltage & V-I Curve Operating Characteristics (Typical of 63600 Series)

Note: All specifications are measured at load input terminals. (Ambient temperature of 25 ˚C)

Timing Function

The 63600 loads include a unique timing & measurement function allowing precise time measurements in the range of 2ms to 100,000s. This feature allows users to set the final voltage & timeout values for battery discharge testing and other similar applications.


▲ Figure 5: Battery Discharge Testing

MPPT Function

The 63600 series loads also include built-in Maximum Power Point Tracking function which is used for solar panel test. Just connect the solar panel to the 63600 loads, the loads will track the maximum power point of solar panel using a high speed built-in algorithm. The 63600 can also calculate the consumption of energy automatically.


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プログラマブル直流電子負荷

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5スロット型メインフレーム(最大6ch)

直流電子負荷モジュール 20A/80V/100W×2ch

直流電子負荷モジュール 60A/80V/300W

直流電子負荷モジュール 15A/600V/300W

直流電子負荷モジュール 80A/80V/400W

直流電子負荷モジュール 60A/150V/400W

メインフレーム用GPIBインターフェース (for 63600-2/63600-5/63601-5 mainframe)

メインフレーム用Ethernetインターフェース (for 63600-2/63600-5 mainframe)

外部シグナルボード (Test Pin) for 63600-2/63600-5/63601-5 mainframe

外部シグナルボード (BNC) for 63600-2/63600-5/63601-5 mainframe

NI USB-6211 バスパワーデバイスマルチファンクション DAQ

Rack Mounting Kit for 63600-2 mainframe

Note: The 63610-80-20 supports up to 200W per channel, please contact Chroma for special version.