常规电源只能为负载提供一个正向的输出电压和电流,即工作在第一象限。也有一些应用,特意将输出反接,作为一个负向电源静态地工作在第三象限。但常规电源既不能工作在第二象限作为负电源的可调负载,也不能工作于第四象限对电池进行放电测试等等。极少数的一些双象限电源虽然可以在正负电流间切换,但中间会存在短暂的跳变和不连贯现象等等。
图1 电压/电流四象限
ITECH 65C系列电源双象限电流功能
ITECH 65C系列为一款宽范围大功率高精度的直流开关电源(最大功率可达30KW),搭配专用的功率耗散器(最大功率可达90KW)可以实现电流的正负快速无缝切换,实现电流双象限工作。其LOOP-MODE功能,能够实现高速的源和载电流模式转换,从而在输出和吸收电流之间快速连续的无缝切换,有效避免电流或电流过冲。
图2 电流正负方向切换图
电源双象限电流无缝切换功能可广泛适用于电池、电池封装以及电池保护板等储能设备测试。在实际应用中,IT6500C搭配功率耗散器可轻松模拟电动汽车的刹车回充技术,实现高速的电流回充电池的测试。
图3 电动汽车刹车电流回充电池
ITECH 65C系列电源电压正负切换功能
IT6500C系列电源除具有双象限电流功能外,在一定条件下,还具有电压正负切换功能,其实现方式如下:
电压(voltage)作为电势差或电位差,是衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差的物理量。其大小等于单位正电荷因受电场力作用从A点移动到B点所做的功,电压的正方向规定为从高电位指向低电位的方向。
通常意义上电压幅值的大小,主要取决于高电位与低电位的压差。正负的电压产生主要取决于参考点的不同,当参考点即负极为低电位,正极为高电位时产生正电压,当参考点为高电位,正极为低电位时产生负电压。
如前文所述,负电压的产生主要取决于参考点及参考点的电位。
如下图
图4 电源逆向串联图
将电源A和电源B以电源的负极为公共端进行串联,串联后将b端点选定为参考地,将a端点选定为输出正极,实际工作时:
1 将电源A设定输出10V,电源B设定3V,实际ab端电压为7V
2 将电源A设定输出10V,电源B设定20V,实际ab端电压为-10V
65C系列电源自身具备输出波形编辑功能(LIST功能),最大可编辑100步,利用电源串联结合65CLIST功能可实现正负电压的连续切换如下图5波形所示,从而满足电压双象限的工作。
图5 电压正负切换图
如图4中所示,电源工作时我们将输出端等效成二极管,由于二极管的反相特性,普通电源在做逆向串联时,如图2,当输出正电压时回路电流被电源B截止,当输出负电压是回路电流被电源A截止,因此造成此种串联方式仅能提供正负电压信号,而无驱动或带载能力。
针对这一问题,在使用65C电源进行该种组合应用时,由于65C电源具备内置负载见下图6(每个电源模块具备150W内置负载),当两台电源进行逆向串联时,被二极管截止的电流可以通过内置负载实现电流回路的导通,且由于AB电源本身CV模式下电压的钳制作用,可以保证串联后输出电压可控。当搭配功率耗散器使用时(单模块3KW)可满足更大电流的通过能力,可完成正负电压,正负电流的灵活切换,从而实现4象限输出。
图6 65C电源逆向串联图
电压正负切换功能可用于电机正反转的测试。
艾德克斯IT6500C直流电源系列,除了具备双象限电流输出,跨象限无缝切换、搭配功率耗散器扩展负载能力以外,还具有CC/CV优先权,可应用于严苛的浪涌电流测试,并内置了20多种汽车电子标准测试曲线、可模拟太阳能I-V曲线、并联且主动均流、可编辑输出阻抗等功能,最大功率可以达到30KW,是双向限、高速度、多功能、宽范围、大功率的高端直流电源产品,在军工、航空航天、汽车电子、电池等测试领域为工程师带来了不同凡响的升级体验。