綠能與電動車逐成長,電子負載處理技術更邁進
2016-04-08
由于智慧型手機、電動車與太陽能發電系統，都是近年來技術層次與市場規?？焖俪砷L的產品，如何處理用電的負載技術成為越趨重要的關鍵。舉例而言，全球純電動車及插電式油電混合動力車發展趨勢持續，未來全球銷售量與滲透率可望持續普及，在此趨勢下，市場上對電動車充電需求也可望進一步提升，有助電動車充電站設置需求起飛。特別是快速充電技術持續進步的情形下，IHS預估未來幾年全球電動車充電站市場規模，將隨之持續擴大。
其中，電子負載的重要性持續增大可從幾個面向看出端倪，例如針對電動車與油電混合車，研發結合電流感測器的小型車用逆變器已經問世，可應用在相當廣的溫度范圍，同時可縮小控制系統體積；并計劃進一步應用其小型高精度電流感測器技術，制造可用于各種大電流環境應用的電力控管模組等都顯示市場的走向。
車用電池與燃料電池注意要點
電動車的蓬勃發展，車用電池與燃料電池的需求遽增，在車用電池的測試過程中，需注意電池本身是否能符合振動(XYZ)測試、環境溫度、電池本身的溫升、BMS的通訊訊息(UUT的狀態)及電池本身的起火燃燒、爆炸等問題。
在測試時要注意幾個大問題外，電池的性能是否有如預期的使用時間？放電容量計算等，都是容易被忽略的地方。車用電池屬高電壓、高功率，因此在測試的過程中，安全性的問題不容忽視，在大功率的設備測試中，需保護電池，避免電池短路、損壞，因車用電池對電動車而言，是電源；對車載充電器或充電樁而言，是負載；電池身兼二職，當電池為電源時，由于電池隨時有輸出電壓，因此需注意設備儀器的保護，避免電池的輸出電壓損壞測試設備。
自訂波形、高功率密度、超高量測精準度創造高度彈性化
在物聯網的商機崛起后，高度彈性的應用服務成為當前市場普世價值。雖然產業屬性不盡相同，致茂電子產品團隊看到這個趨勢，這兩年在電力負載領域加入許多客制化元素的服務功能。致茂電子(Chroma) 63200A系列針對車用電池、電動車、充電樁、各種儲能設備進行大規模的改革服務。
自訂波形：一般的定電流、定電壓、定功率、定電阻拉載模式外，以往使用者欲拉載任意波形時，傳統的方式是透過電腦將預先儲存的波形透過DAQ(數位類比轉換)卡或者單純透過任意波形產生器將波形送給電子負載進行拉載，進而達到拉載任意波形的目的。63200A系列主推強打的使用者自訂波形，亦是任意電流波形的負載模擬功能，能模擬真實的負載電流，可將經示波器擷取的實際電流波形資料或自行編輯的電流波形，透過圖形化操作軟體輕易的將波形儲存在63200A系列的內部快閃記憶體(Flash)，即可拉載使用者所定義的任意電流波形，可省下DAQ卡或波形產生器的費用。63200A系列共提供10組儲存空間可存波形，最高可達150萬個波形點數，足以提供所需的測試。
高功率密度：近年來綠能產業的產品，如EV相關的車載充電器、充電樁等，功率從6.6kW到上百kW，直流充電樁的輸出電壓也從早期的4、500V左右提高到650V-750V左右，功率也高達50kW，甚至更高。因此，以往的大功率電子負載600V操作電壓已不敷應用，即使以往電子負載可透過并聯方式達到50kW，但因功率密度低，使得體積相當大，占用相當大的空間，均造成使用上的不便。最新的63200A系列，操作電壓分為150V、600V，甚至提升至1200V，更展現了卓越的技術力，提高功率密度，讓大功率電子負載體積更小，可將63200A全系列整合至標準機架上，除可符合客戶的操作電壓規格外，更可為客戶節省許多實驗室空間及成本。
超高量測精準度：63200A系列擁有當前市場上最精準的量測精度，具有三個負載檔位，以型號63206A-150-600為例，電壓有16V/80V/150V三檔位，滿足伺服器電源或通訊電源(12V、48V、54V)的測試需求；電流有60A/300A/600A三檔位，可提供不同應用場合電流設定及量測更小的檔位誤差，另內建高精密A/D轉換器，相對于市面上產品電壓、電流量測精準度0.1%+0.1%F.S.的誤差范圍，63200A電壓、電流、功率的量測規格分別可達電壓0.015%+0.015%F.S.、電流 0.04%+0.04%F.S.與功率0.1%+0.1%F.S.的精準度，明顯看出品質的差異。
創新設計讓測試工作更加友善
一般傳統的電源測試，介面的僵化和制式往往要花費不少時間成本，63200A透過前面板的VFD顯示器及旋鈕，即可在63200A系列電子負載上做簡易的操作與設定，除了有使用者可自訂設定的模式設定快捷鍵，更能透過Ethernet、USB和GPIB等介面進行遠端有線或無線的控制。此外，內建的PWM風扇轉速控制可減少風扇所造成的噪音。63200A系列還具有過電流、過功率、過溫度的保護功能及過電壓與正負極反向的告警機制，可大幅提高產品可靠性，是工程測試及自動測試系統整合更加方便。
63200A提供使用者三種電池放電模式：定電流、定電阻與定功率模式，并透過設定截止電壓與停止時間(1秒~100,000秒)，讓電子負載能正確的停止拉載，確保電池不會因過度放電而損壞。除此之外，在量測方面，能測量電池的放電電量(WH、AH)與總放電時間。舉例說明：當按下Load ON開始拉載，63200A系列的內部計時器會開始進行計數，直到電池電壓降至所設定的截止電壓或按下Load OFF停止拉載，計時器才會停止計數。電池放電測試功能亦可應用在超電容的放電時間測試和其他相同應用等。
開發能源回收式直流電子負載
大功率電源已是綠色能源發展的重要一環，雖然能源回收式的電子負載詢問度越來越高，市場上亦有許多能源回收式的電子負載，但在考量電子負載功能規格、市場區隔、客戶實際需求等因素，技術的發展仍需要密切的討論設計與開發。
傳統式的電子負載相較于能源回收式的電子負載，其優點為反應速度快、雜訊小，主要應用市場為切換式電源、伺服器電源等；能源回收式電子負載則反應速度慢、雜訊大，無法符合傳統電源的測試需求。能源回收式電子負載的設計上，體積較傳統電子負載小，產生的熱較少，可應用于燒機測試，亦可符合節能減碳的世界趨勢。
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