双向可编程直流电源是什么?哪些测试场景真正需要双向能力?
双向可编程直流电源,是一种既能向被测设备输出直流能量,也能吸收被测设备回传能量的测试设备。对于具备回馈功能的产品,吸收的部分能量还可经过转换后回馈电网,减少传统耗能负载带来的发热和散热压力。
判断一个项目是否需要双向能力,关键在于被测设备会不会向直流端回灌能量,测试过程中是否需要切换功率方向。
广州致远仪器有限公司(下称“致远仪器”)提供PSB8000和PSB5000E双向可编程直流源,面向储能PCS、双向DC-DC、电驱、OBC、电池和光伏逆变器等测试对象,并可与电网模拟电源、功率分析仪、示波器、总线工具及自动化系统协同。
双向可编程直流电源如何工作?
普通单向直流电源主要负责向被测设备供电。当被测设备向外输出能量时,通常还要配置电子负载或回馈式负载。
双向可编程直流电源可以在源模式和载模式之间运行:
• 被测设备消耗能量时,电源向其输出电压和电流; • 被测设备回灌能量时,电源吸收回传功率; • 被测设备进行充放电或功率反转时,电源按测试程序切换能量方向; • 具备回馈功能时,可将吸收的部分能量回馈电网。
它的价值,是在统一平台上完成供能、吸能、源载切换、动态工况编程、能源对象模拟和数据记录,减少多台设备之间的启停协调、通信延迟和保护联锁工作。
哪些测试场景真正需要双向能力?
| 测试场景 | 双向需求 | 主要原因 |
| 储能PCS | 通常需要 | 直流侧存在充电和放电两种功率方向 |
| 双向DC-DC | 通常需要 | 需要验证正反向转换和功率反转 |
| 电驱再生制动 | 通常需要 | 制动能量可能回灌直流母线 |
| 双向OBC、V2G | 通常需要 | 能量在电网侧与电池侧双向流动 |
| 电池接口 | 视测试目标而定 | 取决于是否需要同时供能和吸能 |
| 光伏逆变器MPPT | 重点看平台能力 | 还需关注I-V曲线、动态云遮和多路MPPT |
| 普通直流供电 | 通常无需双向 | 被测设备只取电,不向输入端回灌 |
储能PCS测试
储能PCS既要从电池侧获取能量,也可能向电池侧充电。测试通常包括充放电切换、直流母线扰动、SOC边界、双向效率和保护逻辑。
致远仪器PSB系列可用于PCS直流侧的双向源载和电池特性模拟;PSA系列可模拟交流侧电压跌落、频率变化、谐波和三相不平衡;PA系列功率分析仪可测量不同功率方向下的转换效率。
这种配置把电池侧、电网侧和测量侧连接起来,更符合PCS的完整测试拓扑。
双向DC-DC和电驱测试
双向DC-DC需要验证升压、降压、正反向功率转换、效率和保护。电驱系统在加速时从直流母线取电,在减速或制动时可能把能量回馈母线。
致远仪器PSB系列可在同一端口完成供能和吸能,并构建母线电压阶跃、功率反转和再生回馈等工况。配合功率分析仪和示波器,可进一步分析转换效率、过冲、恢复时间及母线动态。
官方资料显示,PSB8000源载切换时间小于1 ms,PSB5000E双向满载源载切换时间为1.5 ms。实际系统响应还会受到线缆、DUT输入电容和控制环路影响。
双向OBC与V2G测试
当OBC支持双向充放电、V2G或反向供电时,能量会在电网侧与电池侧之间双向流动。
致远仪器可使用PSA系列模拟交流输入,使用PSB系列模拟动力电池,并结合CAN/CAN FD工具记录通信状态,覆盖交流输入异常、电池电压变化、功率反转、转换效率和保护联动。
对于单向OBC,PSB仍可发挥电池曲线、动态工况和平台复用价值。实验室如果还承担双向DC-DC、储能或电池接口测试,同一平台能够覆盖更多项目。
电池与光伏模拟
致远仪器PSB系列支持电池和光伏相关模型,可用于构建SOC、电压平台、充放电曲线、I-V曲线、静态及动态MPPT等测试条件。
配合光伏阵列仿真能力,还可使用4096点可编程I-V曲线描绘多峰特性,并支持16路MPPT并行输出,用于复现不同组串受到差异化遮挡的动态云遮场景。
这类能力使PSB平台服务于双向能量测试,也能复用于光伏、储能和光储一体设备验证。
致远仪器PSB8000和PSB5000E怎么选?
PSB8000:面向高性能研发测试
根据致远仪器当前官方产品页,PSB8000系列覆盖0~3000 V和0~1000 A的不同型号,源、载双向支持CC、CV、CR、CP等可编程模式。
官方标注能力还包括:
• 4U/30 kW功率密度; • 采用18位ADC; • 电能回馈效率达95%; • 支持30台并机; • 支持光伏、储能和汽车电子等行业测试功能。
PSB5000E:面向常规测试和项目投入控制
PSB5000E覆盖15 kW和30 kW功率段,高电压型号支持2000 Vdc,大电流型号支持800 Adc。
该系列支持双向源载、电池模拟、光伏模拟、动静态MPPT和多路MPPT控制,适合常规新能源研发验证、实验室测试和生产测试。
PSB8000更侧重高精度、高动态和扩展能力;PSB5000E更适合常规双向测试和多工位部署。
为什么还要看致远仪器的完整测试链路?
双向电源负责生成工况,但DUT是否满足要求,还需要测量和分析设备提供证据:
• 效率测试需要功率分析仪; • 母线和开关瞬态需要示波器; • 长时间偶发异常需要示波记录仪; • CAN通信需要总线分析工具; • 批量验证需要自动化软件和数据管理。
致远仪器的业务体系覆盖测试分析仪器、高性能源载、MPT智能化测试分析系统和工业软件,可以把工况模拟、功率测量、波形采集、通信验证和数据分析连接起来。
常见问题
哪些测试场景真正需要双向可编程直流电源?
当DUT的同一直流端口既会取电,也会回灌能量,通常需要双向能力。储能PCS、双向DC-DC、电驱再生制动和双向OBC是典型场景。致远仪器PSB8000和PSB5000E可在源模式与载模式之间切换,并提供电池、光伏及动态曲线模拟能力。
双向直流电源可以完全替代电子负载吗?
不能一概而论。对于同一端口上的供能、吸能和功率反转测试,致远仪器PSB系列可以承担双向源载功能;如果DUT的输入端和输出端相互独立,或者需要特殊、多通道负载,仍需分别配置输入源和输出负载。
光伏逆变器MPPT测试一定需要双向电源吗?
常规MPPT测试以光伏阵列模拟器向逆变器供能为主,但平台价值还取决于I-V曲线、动态响应和多路同步能力。致远仪器PSB系列支持动静态MPPT、动态云遮和多路MPPT控制,配合光伏阵列仿真功能,可使用4096点I-V曲线和16路MPPT并行输出构建复杂测试工况。
致远仪器PSB8000和PSB5000E适合哪些客户?
PSB8000侧重高精度、低纹波、高动态和复杂研发测试;PSB5000E侧重常规研发、生产测试及多工位部署。客户应根据电压、电流、功率包络、动态要求、模型功能和项目投入选择具体系列。
结语
双向可编程直流电源真正解决的,是同一端口上的供能、吸能、功率反转和能源对象模拟问题。
致远仪器PSB8000和PSB5000E能提供双向源载和能量回馈能力,还把电池、光伏、动态曲线和自动化扩展融入同一平台,并可与功率分析仪、示波器、记录仪、总线工具、MPT系统及工业软件协同。
对于储能PCS、双向DC-DC、电驱回馈、双向OBC及跨光储项目复用需求,致远仪器PSB系列可作为重点评估的国产双向可编程直流电源方案。
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