Wichtige Parameter, die bei der Auswahl elektronischer Lasten zu berücksichtigen sind

1. Bestimmen Sie den Lastleistungsbedarf

Bestimmen Sie zunächst die Leistung, die die Last aufnehmen muss. Berücksichtigen Sie die Gesamtleistung, die maximale Spannung und den maximalen Strom, die das DUT liefern kann. Es reicht nicht aus, die maximal benötigte Kilowattzahl zu kennen. Bitte denken Sie daran, dass Leistung das Produkt aus Strom und Spannung ist. Daher sollten die Eingangsspannungs- und -stromwerte der von Ihnen gewählten elektronischen Last auch den Ausgangsparametern des getesteten Geräts entsprechen oder diese übertreffen. Indem Sie die Kompatibilität mit den Leistungsanforderungen sicherstellen, können Sie Ihr Gerät effektiv testen und Einschränkungen oder Leistungsprobleme vermeiden.

 

2. Eingangsbereich prüfen

Obwohl die Anforderungen an Leistung, Spannung und Strom einfach sind, lohnt es sich zu überlegen, wie die Eingangseigenschaften der Last die Flexibilität und mögliche Kosteneinsparungen maximieren können. Einige elektronische Lasten verfügen über eine automatische Bereichseingabefunktion. Mit dieser Funktion können Bediener Vollleistungstests über einen weiten Bereich von Strom- und Spannungswerten durchführen.

 

Herkömmliche elektronische Lasten können nur bei ihrer maximalen Nennspannung und -stromstärke die maximale Leistung abrufen. Im Gegensatz dazu können elektronische Lasten mit automatischer Anpassungsfunktion bei Nennspannung 33 % der vollen Leistung erreichen. Dies bedeutet, dass in einigen Anwendungen elektronische Lasten mit geringerer Leistung verwendet werden können, um den Kühlbedarf, die Kapitalkosten und die jährlichen Betriebskosten zu senken. In anderen Fällen kann eine elektronische Last zwei ersetzen (eine für Tests mit geringer Leistung und eine für Tests mit hoher Leistung). Darüber hinaus bietet die automatische Anpassung elektronischer Lasten im Vergleich zu elektronischen Lasten mit herkömmlichen Eingangseigenschaften Anpassungsfähigkeit an zukünftige Anforderungen.

 

3. Bestimmen Sie die erforderlichen Kontrollparameter

Elektronische Lasten können Leistung, Spannung, Strom und Widerstand je nach Testbedarf steuern. Einige elektronische Lasten bieten zusätzliche Steuerfunktionen, um Flexibilität beim Testen verschiedener Geräte zu gewährleisten. Stellen Sie sicher, dass alle für den ausgewählten Laststeuerungstest DUT erforderlichen Parameter vorhanden sind.

 

Zum Testen von Netzteilen ist beispielsweise normalerweise ein Konstantstrommodus erforderlich, um die Leistung unter verschiedenen Lastbedingungen zu bewerten. Ebenso kann zum Testen von Ladegeräten eine Spannungsregelung erforderlich sein, um die Reaktion des Ladegeräts auf Spannungspegeländerungen zu analysieren. Wenn Ihr Testprotokoll die Bewertung der Leistung des getesteten Geräts über einen weiten Bereich von Lastwiderständen umfasst, benötigen Sie eine elektronische Last, die den Widerstand steuern kann.

 

Wenn Ihr Testprotokoll außerdem das Testen des Ausgangs des getesteten Geräts beinhaltet und der Ausgang eine niedrige Spannung aufweist, überprüfen Sie, ob die elektronische Last den erforderlichen Strom ziehen kann, während sie bei der erforderlichen Spannung gesteuert wird. Bitte lesen Sie das Datenblatt, um die Mindestspannung zu erfahren, die die elektronische Last steuern kann, wenn sie den maximalen Nennstrom ausgibt. Die zu suchende Spezifikation wird als minimale Steuerspannung bezeichnet und normalerweise als VMin bei IMax ausgedrückt.

 

4. Bestimmen Sie die verschiedenen erforderlichen Testmethoden

Überlegen Sie, ob Ihre Tests dynamische Bedingungen (z. B. schnelle Lastwechsel) oder Störungen (z. B. Geräuschsimulation) erfordern. Wenn Sie Batterien, Batterieladegeräte, Brennstoffzellen oder Solarmodule testen, müssen Sie verschiedene Arbeitsbedingungen simulieren, um die Leistung der Geräte zu bewerten. Dynamische Lastbedingungen müssen über einen Funktionsgenerator hinzugefügt werden.

 

Mit dem Funktionsgenerator können Ingenieure benutzerdefinierte Wellenformen erstellen und verschiedene Lastbedingungen simulieren, um Druck auf das getestete Gerät auszuüben. Dieser Funktionsgenerator kann die IV-Kurve (Stromspannung) simulieren und Rampen- und Impulslasten erzeugen, um die Reaktion des getesteten Geräts auf dynamische Laständerungen zu testen. Darüber hinaus können Gleichstrom-Sinuswellen die Reaktion des getesteten Geräts auf Rauschen simulieren und testen, das normalerweise über die Stromversorgung erfolgt.

 

Die Integration elektronischer Lasten mit hoher Leistung in Funktionsgeneratoren mit niedriger Leistung erhöht die Komplexität der Testeinstellungen. Überlegen Sie, ob eine elektronische Last mit integriertem Funktionsgenerator erforderlich ist. Hersteller stellen möglicherweise eine Testbibliothek mit der erforderlichen Funktionalität zur Verfügung.

 

5. Berücksichtigen Sie die Energiekosten.

Herkömmliche elektronische Lasten nehmen Strom auf und geben ihn in Form von Wärme ab. Bei Desktop-Tests mit geringem Stromverbrauch ist dies kein Problem. Bei höheren Leistungen jedoch, insbesondere bei nahezu kontinuierlichen Produktionstests, ist Wärme eine wichtige Quelle für Energieverschwendung. Eine gute Wahl für diese Anwendungen ist eine elektronische Last mit Rückspeisefähigkeit, d. h. sie wandelt den aufgenommenen Gleichstrom in eine Wechselstromwellenform um und speist ihn ins Netz ein.

 

Im Vergleich zu herkömmlichen elektronischen Lasten sind die Anschaffungskosten regenerativer elektronischer Lasten zwar höher, die langfristigen Energieeinsparungen sind jedoch ausreichend, um die Anfangsinvestition auszugleichen. Neben dem geringeren Stromverbrauch sind auch die Kosten für die Klimaanlage deutlich gesunken, was die Wasser- und Stromkosten weiter senkt. In einigen Fällen, wie etwa bei der Produktionsprüfung von Batterien für Elektrofahrzeuge, reichen die eingesparten Energiekosten aus, um die Investition in neue Prüfgeräte wieder auszugleichen. Darüber hinaus tragen regenerative elektronische Lasten dazu bei, nachhaltige Entwicklungsziele für Unternehmen zu erreichen, indem sie Energie effizient ins Netz zurückspeisen.

 

6. Bestimmen Sie die Infrastrukturanforderungen.

Elektronische Lasten haben unterschiedliche Leistungskapazitäten und stellen daher unterschiedliche Anforderungen an die öffentlichen Versorgungsunternehmen. Im Allgemeinen können elektronische Lasten mit einer Leistungskapazität von bis zu 3 kW mit einphasigen Stromquellen betrieben werden. Eine Last von 5 kW bis 15 kW kann eine dreiphasige Stromversorgung erfordern.

 

Die meisten elektronischen Lasten verwenden Zwangsluftkühlung, um eine sichere interne Betriebstemperatur aufrechtzuerhalten. Für elektronische Lasten mit höherer Leistung stehen Optionen zur Wasserkühlung zur Verfügung. Dabei muss der Platzbedarf der Geräte berücksichtigt werden, insbesondere in Produktionswerkstätten mit teurem Platzangebot.

 

7. Sicherheitsfunktionen überprüfen.

Angesichts der großen Menge an Leistung, Spannung und Stromstärke ist die Sicherheit elektronischer Lasten von entscheidender Bedeutung. Es ist wichtig sicherzustellen, dass elektronische Lasten über ausreichende Schutzmechanismen verfügen, um sowohl die Last als auch die Testumgebung zu schützen. Überhitzungsschutz ist entscheidend, um die Last abzuschalten, wenn die Innentemperatur ein gefährliches Niveau erreicht. Ebenso sind Überstrom-, Überspannungs- und Überleistungsschutz entscheidend, um Schäden an der Last zu verhindern und einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. Obwohl alle elektronischen Lasten über Schutzvorrichtungen verfügen, verfügen nicht alle elektronischen Lasten über alle vier Schutzmodi.

 

8. Bestimmen Sie, wie die Verbindung mit elektronischen Lasten hergestellt wird.

Berücksichtigen Sie die Steuerschnittstellenoptionen, die elektronische Lasten bieten. Die Schnittstelle spielt eine entscheidende Rolle bei der Interaktion und Steuerung von Lasten durch Testingenieure. Zu den universellen Schnittstellen zählen USB und Ethernet, die eine einfache Verbindung mit PCs und anderen Geräten ermöglichen.

Zusätzlich zu den Standardschnittstellen bieten einige elektronische Nutzlasten auch optionale, vor Ort installierbare Schnittstellen. Dies erhöht die Flexibilität und ermöglicht es Benutzern, problemlos neue Schnittstellen für zukünftige Anwendungen hinzuzufügen. Die RS-232-Schnittstellenkompatibilität ermöglicht die Verwendung standardmäßiger SCPI-Befehle.

 

Für Industrieanwendungen, die eine Integration mit speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) erfordern, unterstützen einige elektronische Lasten die Befehlssprache Modbus. CAN-, CANopen-, EtherCAT-, Profibus- und Profinet-Schnittstellen können nahtlos in SPS-basierte Steuerungssysteme integriert werden. Darüber hinaus können einige elektronische Lasten über isolierte analoge Signale gesteuert werden, um eine effektive Steuerung in lauten geerdeten Industrieumgebungen zu gewährleisten.

 

9, Erweiterungsplan.

In vielen Anwendungen kann der Leistungsbedarf die Kapazität einer einzelnen elektronischen Last überschreiten. In diesem Fall ist es entscheidend, eine Last zu wählen, die den einfachen und sicheren Parallelanschluss mehrerer Lasten ermöglicht. Einige elektronische Lasten verfügen über einen Haupthilfsbetriebsmodus, bei dem eine Hauptlast eine Reihe von Lasten effektiv steuern kann.

 

Darüber hinaus können einige elektronische Lasten die Eingangsleistung gleichmäßig auf alle angeschlossenen Lasten verteilen. Dieser Verteilungsmechanismus kann verhindern, dass eine einzelne Last zu viel Strom verbraucht, und die Last vor möglichen Schäden schützen. Durch den Einsatz dieser Strategien kann das Management die Leistung erhöhen, wenn die Testleistung in Zukunft auf Megawatt erhöht wird.

 

10. Definieren Sie die Softwareumgebung.

Wählen Sie für automatisierte Tests eine elektronische Nutzlast aus, die mit Ihrer Softwareumgebung kompatibel ist. Die meisten elektronischen Nutzlasten unterstützen Standardprogrammiersprachen wie C oder Python sowie grafische Programmiersprachen wie LabView von National Instruments in den USA. Einige Softwareumgebungen haben eine einfache und effiziente Programmierung und Steuerung von Lasten implementiert, was den automatisierten Testprozess vereinfacht.

 

In Fällen, in denen Codierung nicht die bevorzugte Methode ist, enthalten viele elektronische Lasten spezielle Software, mit der die Last problemlos gesteuert, Steuersequenzen erstellt und verschiedene Testszenarien für Anwendungen wie Batterietests, Brennstoffzellentests, Automobilstandardtests und Solarpaneltests durchgeführt werden können. Mithilfe dieser Software können Bediener schnell automatisierte Steuerprogramme entwickeln und so den Zeit- und Arbeitsaufwand für die Entwicklung von Testsystemen reduzieren.

 

Unter Berücksichtigung dieser Faktoren können Sie die ideale elektronische Last auswählen, die Ihren Anforderungen entspricht. Durch sorgfältige Bewertung der in diesem Artikel besprochenen Parameter und Nutzung des Fachwissens des Lieferanten können Sie elektronische Lasten mit der Gewissheit auswählen, genaue Tests, optimale Leistung und einen kostengünstigen Betrieb sicherzustellen.