Consideraciones para seleccionar una carga electrónica

¿Entonces su sistema de prueba requiere una carga electrónica? Si bien usted es el experto en los requisitos y métodos de prueba de su producto, probablemente haya pasado un tiempo desde que compró una carga electrónica. Las cargas electrónicas actuales tienen numerosas características para probar dispositivos electrónicos. La amplia gama de capacidades puede representar un desafío considerable para seleccionar una carga electrónica rentable que pueda cumplir con los requisitos de las aplicaciones actuales y futuras. Permítanos ahorrarle un tiempo valioso y sugerirle parámetros que querrá considerar al seleccionar una carga electrónica para sus necesidades de prueba.

¿Listo Para Comenzar? Solicitar oferta

Evaluar los requisitos de potencia para la carga.

Por supuesto, la primera consideración es determinar cuánta energía debe absorber su carga. Además de la potencia total, deberá definir el voltaje máximo y la corriente máxima que puede suministrar su dispositivo bajo prueba (DUT). Su carga debe tener valores nominales de entrada de potencia, voltaje y corriente que sean al menos iguales y preferiblemente superiores a los parámetros de salida del dispositivo bajo prueba.

Considere las características de entrada de la carga para maximizar la flexibilidad y reducir sus costos

Si bien determinar los requisitos de potencia, voltaje y corriente de la carga es sencillo, es posible que desee considerar cómo la característica de entrada de la carga puede maximizar su flexibilidad y potencialmente permitirle ahorrar dinero con la compra de una carga de menor potencia. Las cargas electrónicas de EA Elektro Automatik tienen una verdadera característica de entrada de rango automático que permite realizar pruebas a plena potencia en un rango más amplio de valores de voltaje y corriente. La figura 1 muestra el perfil electrónico de una carga EA en comparación con una carga electrónica convencional. La carga electrónica convencional, con su característica de entrada rectangular, puede absorber la potencia máxima solo en su tensión y corriente nominales máximas.

Las cargas EA pueden absorber toda la potencia hasta un 33 % del voltaje nominal. Por ejemplo, una carga electrónica EA de 10 kW con valores nominales máximos de voltaje y corriente de 1000 V y 30 A puede absorber toda la potencia a 333 V y 30 A. Una carga electrónica con una característica de entrada convencional tendría que ser una carga de 30 kW con un máximo clasificaciones de 1000 V y 30 A para poder suministrar 10 kW a 333 V y 30 A. Como resultado, el rango automático puede permitir el uso de una carga de energía más baja y económica. La menor carga de energía también tiene requisitos de refrigeración reducidos y puede ahorrar en costos de capital y costos operativos anuales.

De manera similar, si un DUT nuevo de 10 kW entregara un voltaje ligeramente más alto, necesitaría una nueva carga característica de entrada convencional. Con las cargas de rango automático de EA, no necesitará una carga nueva, ya que la Figura 1 ilustra la disponibilidad del rango adicional de la carga de rango automático. Esto significa que una carga de rango automático puede ahorrar en la potencia requerida y puede permitir adaptarse a los requisitos futuros en comparación con las cargas electrónicas que tienen características de entrada convencionales.

Figura 1. Característica de entrada de una carga de rango automático EA en comparación con la carga convencional con una característica de salida rectangular

Determine los parámetros de control que necesitará

Las cargas electrónicas pueden controlar la potencia, el voltaje y la corriente. Las cargas EA ofrecen capacidad adicional y también pueden controlar la resistencia. Asegúrese de que la carga que seleccione controle todos los parámetros que necesita para probar su DUT.

Aquí hay dos casos en los que es esencial tener la capacidad de controlar la resistencia. Probar una fuente de energía generalmente requerirá un modo de corriente constante para probar bajo diferentes condiciones de carga. Probar un dispositivo de carga puede requerir controlar el voltaje para determinar la respuesta del cargador a un voltaje creciente. Ahora necesita determinar el rendimiento de su dispositivo bajo prueba en una amplia gama de resistencias de carga. Si es así, necesitará su carga para controlar la resistencia.

Otro parámetro que querrá tener en cuenta es qué tan bajo debe controlar su carga mientras se hunde su corriente nominal máxima. Todas las cargas electrónicas tienen limitaciones sobre el voltaje más bajo al que la carga puede controlar y absorber la corriente nominal máxima. Por debajo de este voltaje, la capacidad de corriente del sumidero disminuirá linealmente. Si su protocolo de prueba requiere probar la salida de su DUT en condiciones de bajo voltaje, asegúrese de que la carga pueda controlarse al bajo voltaje requerido mientras absorbe la corriente requerida. La especificación de carga que define este voltaje de control mínimo es VMin en IMax.

Determinar el tipo de métodos de prueba requeridos.

¿Necesitará probar su DUT en condiciones dinámicas como cambios de carga rápidos o bajo perturbaciones como el ruido? Si está probando una batería, un cargador de batería, una celda de combustible o un panel solar, querrá simular varias condiciones de prueba. Podría usar un generador de funciones externo para crear condiciones de carga dinámicas; sin embargo, una carga electrónica de alta potencia que se conecta con un generador de funciones de baja potencia agrega complejidad a la configuración de la prueba. El generador de funciones necesita protección contra el alto voltaje o la alta corriente que hundirá la carga. EA lo soluciona al tener un generador de funciones como parte integral de la carga electrónica.

El generador de funciones incorporado puede crear formas de onda personalizadas para simular varias condiciones de carga para estresar un dispositivo bajo prueba. El generador de funciones puede producir cargas de rampa y pulso para probar la respuesta de un dispositivo bajo prueba a los cambios de carga dinámicos. Las ondas sinusoidales a nivel de CC pueden simular y probar la respuesta de un DUT, como una fuente de alimentación, al ruido. Las cargas electrónicas de EA ofrecen un generador de funciones incorporado que puede crear curvas IV para simular:

• Un dispositivo alimentado por batería para probar el rendimiento de la batería
• Una batería para probar el rendimiento del cargador integrado
• Una carga para una pila de combustible o un panel solar para probar su rendimiento.

La Figura 2 muestra un ejemplo de una curva de punto de máxima potencia (MPP) que puede simular una carga EA.

El generador de funciones incorporado permite una flexibilidad de prueba sustancial y ahorra la necesidad de un instrumento adicional, un generador de funciones y un método para conectar de manera segura el generador de funciones a la carga.

Figura 2. El generador de funciones incorporado de las cargas electrónicas de EA puede probar los paneles solares simulando un inversor solar de seguimiento del punto de máxima potencia

Investigue los ahorros del consumo de energía minimizado

Podemos ayudar a minimizar la energía consumida de la red eléctrica y el calor disipado por sus cargas. Nuestras cargas EA ofrecen cargas regenerativas que utilizan un inversor para convertir la potencia de CC absorbida en una forma de onda de CA y devolverla a la red eléctrica. Las cargas EA pueden devolver energía a la red con una eficiencia de hasta el 96%, lo que ofrece una enorme reducción en el consumo de energía y ahorros en los costos de los servicios públicos. Los ahorros de una carga regenerativa pueden justificar el mayor costo sobre una carga convencional que debe tener suficiente enfriamiento para disipar el calor de la energía absorbida.

Considere las utilidades requeridas

Las cargas EA que pueden absorber hasta 3 kW pueden operar con energía monofásica y mantener una temperatura de operación segura con enfriamiento de aire forzado interno. Las cargas que son de 5 kW a 15 kW requieren energía trifásica y usan enfriamiento de aire forzado interno. Incluso las cargas EA de 3 kW que funcionan con energía trifásica emplean refrigeración con ventiladores internos. Además de los ventiladores, puede optar por utilizar refrigeración por agua para módulos de mayor potencia. Asegúrese de comprender y prepararse para los requisitos de servicios públicos para la carga electrónica que seleccione.

Definir los requisitos de seguridad para la carga.

Las cargas electrónicas pueden absorber una cantidad considerable de energía y deben soportar altos voltajes y corrientes. Por lo tanto, es importante asegurarse de que la carga esté adecuadamente protegida. Por ejemplo, si la temperatura interna de la carga alcanza un valor alto, el calor puede dañar la carga. Por lo tanto, debe asegurarse de que su carga tenga protección contra sobretemperatura para apagarse si la temperatura interna alcanza un nivel peligroso. También debe considerar la protección contra sobrecorriente, sobrevoltaje y sobrepotencia para su carga. Las cargas EA tienen los cuatro modos de protección.

Defina sus requisitos de control

Asegúrese de que la carga que seleccione tenga la interfaz o las interfaces que necesita para su aplicación. Las cargas EA ofrecen un amplio conjunto de interfaces para una amplia gama de aplicaciones. Además de las interfaces estándar, todas las interfaces opcionales son módulos instalables en campo que se insertan en el panel trasero de las cargas. Por lo tanto, tiene la comodidad de agregar fácilmente una nueva interfaz para una aplicación futura.

Todas las cargas electrónicas de EA tienen interfaces USB y Ethernet. Además, las cargas EA incluyen una interfaz RS-232 opcional. Cuando se conectan a una PC, las cargas usan comandos SCPI estándar para el control programable.

En el caso de que necesite una carga para una aplicación industrial, normalmente necesitará que la carga se conecte a un controlador lógico programable (PLC). Las cargas EA permiten una integración conveniente en un sistema de control basado en PLC. Nuestras cargas utilizan el lenguaje de comandos Modbus y ofrecen una amplia gama de interfaces opcionales para el control de PLC, incluidas Modbus, CAN, CANopen, EtherCAT, Profibus y Profinet.

Además, puede controlar las cargas de EA con una señal analógica que es una interfaz estándar. Esta es una interfaz analógica aislada. No todas las cargas tienen una interfaz analógica aislada para separar la tierra del instrumento de las tierras de alto ruido en aplicaciones industriales. Si está utilizando control analógico, le recomendamos que seleccione una carga con una interfaz aislada para evitar la interferencia del ruido del suelo.

Si va a controlar manualmente la carga, asegúrese de que tenga una pantalla y controles de operación manual. Las cargas EA tienen pantallas táctiles (consulte la Figura 2) que permiten un fácil acceso a la configuración del instrumento y las funciones de control. Las cargas de EA también ofrecen múltiples opciones de idioma para permitir que el texto sea más comprensible para su uso en todo el mundo.

Figura 3: Una pantalla táctil de carga electrónica EA serie 10000

Incluso si no está controlando manualmente su carga, debe considerar la conveniencia de tener una pantalla y controles en el panel frontal para el desarrollo del sistema de prueba y la resolución de problemas. Una pantalla táctil a todo color en las cargas electrónicas de EA facilita el trabajo de desarrollo y resolución de problemas.

Considere la capacidad de expansión para una mayor capacidad de manejo de energía

Si tiene una aplicación que requiere más potencia de la que puede proporcionar una sola carga, querrá seleccionar una carga que pueda habilitar de forma cómoda y segura la conexión en paralelo de múltiples cargas. EA tiene un modo de operación maestro-auxiliar para que una carga maestra pueda controlar un conjunto de cargas. Además, las cargas EA tienen un modo de funcionamiento Share-Bus que garantiza que todas las cargas compartan por igual la energía entrante. La función Share-bus evita que cada carga absorba una cantidad excesiva de energía y se dañe. EA ofrece una gama de racks y gabinetes de alimentación de CC llave en mano que vienen cableados y listos para usar con sistemas de seguridad totalmente integrados, que cumplen con UL508/NFPA-79. Cada rack de alimentación incluye enclavamientos de puerta y disyuntores individuales para cada suministro o carga, además de una parada de emergencia en la puerta del gabinete. Con las cargas EA, puede construir un sistema de cargas que puede hundir hasta 1.92 MW.

Seleccione su entorno de software

Para las pruebas automatizadas, puede programar una carga electrónica utilizando lenguajes de programación estándar como versiones de C o Python o un lenguaje de programación gráfico como LabView™ de National Instruments. Si prefiere no codificar, EA Elektro Automatik ofrece Power Control Software para controlar sus instrumentos, incluidas las cargas electrónicas. El software permite el control de la carga, la creación de secuencias de control y la ejecución de esquemas de prueba para pruebas de baterías, pruebas de celdas de combustible, pruebas de estándares automotrices y pruebas de paneles solares. El software de control de energía EA permite el desarrollo rápido de programas de control automatizados utilizando cargas EA.

Ahora ya está listo para seleccionar su carga electrónica

Una vez que haya evaluado sus necesidades en base a lo que le hemos recomendado, estará listo para seleccionar una carga o cargas electrónicas que satisfagan sus requisitos de manera rentable. Echa un vistazo a nuestro Guía de selección de carga electrónica de EA Elektro Automatik, que ofrece numerosos modelos y sistemas de cargas electrónicas.

Si tiene más preguntas después de revisar la Guía de selección de carga, contáctenos en ventas@elektroautomatik.com or 858-836-1300. Nuestros ingenieros de aplicaciones pueden ayudarlo a encontrar la carga electrónica adecuada con las funciones que necesita.