Charge de batteries et de condensateurs

Présentation

Les batteries et les condensateurs ont des exigences de charge similaires, auxquelles les alimentations Magna-Power Electronics répondent parfaitement grâce à leur ensemble de fonctionnalités standard. Lorsqu'elle est connectée à une batterie ou un condensateur, l'alimentation Magna-Power Electronics est programmée pour la tension nominale en circuit ouvert et le courant de charge maximal souhaité (taux de charge). L'alimentation fonctionne en mode courant constant, chargeant la batterie ou le condensateur au courant de charge défini, tandis que la tension augmente avec la quantité de charge. Une fois la tension nominale programmée atteinte, l'alimentation Magna-Power Electronics bascule automatiquement en mode régulation de tension et le courant de charge chute à zéro, la charge étant terminée.

Diode de blocage

La nécessité d'une diode de blocage entre l'alimentation Magna-Power Electronics et les batteries ou condensateurs dépend de l'application. La sortie de l'alimentation est composée d'un large banc de condensateurs utilisés pour filtrer l'ondulation de sortie et de résistances de décharge pour décharger les condensateurs lorsque l'alimentation n'est pas en service. Une diode de blocage est généralement requise pour protéger ces condensateurs de sortie, car la connexion de l'alimentation à un dispositif de stockage d'énergie chargé provoquera une force contre-électromotrice susceptible d'endommager l'étage de sortie. De plus, la diode de blocage empêche la décharge du dispositif de stockage d'énergie à travers la résistance de décharge de sortie. Bien que les diodes de blocage ne soient pas fournies par Magna-Power Electronics, nos ingénieurs commerciaux peuvent vous aider à définir des diodes adaptées à diverses applications.

Dans certaines applications, une diode de blocage peut ne pas être nécessaire. Avec l'option de taux de variation élevé (+HS), les condensateurs électrolytiques standard sont remplacés par des condensateurs à film de plus faible capacité. Ces condensateurs peuvent tolérer la force contre-électromotrice produite par un dispositif de stockage d'énergie, tant que la tension nominale en circuit ouvert reste dans la plage de tension de sortie maximale de l'alimentation. Avec l'option de taux de variation élevé, l'alimentation conservera une résistance de décharge de sortie, ce qui entraînera une décharge lente si le dispositif de stockage d'énergie n'est pas déconnecté une fois complètement chargé.

Sans l'option de taux de variation élevé, une diode de blocage peut être évitée en préchargeant l'alimentation à la tension nominale du dispositif de stockage d'énergie, afin de minimiser la force contre-électromotrice. La précharge s'effectue en circuit ouvert en programmant l'alimentation à la tension nominale du dispositif de stockage d'énergie et au courant de charge maximal, puis en activant la sortie avant de connecter le dispositif de stockage d'énergie. Le dispositif de stockage d'énergie est ensuite connecté à la sortie de l'alimentation à l'aide d'un interrupteur de calibre approprié. Les transitoires de tension sur le dispositif de stockage d'énergie doivent être étroitement surveillés pour s'assurer qu'ils ne dépassent pas les valeurs nominales du dispositif de stockage d'énergie.

Mesure à distance

La mesure à distance, disponible sur les modèles jusqu'à 1000 Vdc, permet à l'alimentation de compenser une chute de tension entre les bornes de sortie de l'alimentation et la charge. En standard, l'alimentation mesure les tensions directement aux bornes de sortie. Avec la mesure à distance activée, cependant, l'alimentation mesure à partir des fils de mesure connectés, lui permettant de compenser jusqu'à 3 % de sa valeur nominale. L'utilisation de la mesure à distance pour la charge de batteries et de condensateurs est courante, car elle permet de compenser la chute de tension de la diode de blocage. De plus, avec la mesure à distance activée et les fils de mesure connectés, l'affichage de l'alimentation et la programmation à distance renvoient la tension mesurée au point de mesure distant.

Des précautions doivent être prises lors de l'utilisation de la fonctionnalité de mesure à distance. Les alimentations Magna-Power Electronics disposent d'une détection intelligente lorsque la mesure à distance est activée et que les fils de mesure ne sont pas connectés, comme indiqué par une LED de mesure à distance clignotante sur l'affichage du panneau avant ; dans cette condition, l'alimentation revient automatiquement à la mesure locale. Cependant, la commutation des fils de mesure à distance ou la déconnexion des fils de mesure pendant que la sortie est activée mettra l'alimentation en conditions de boucle ouverte momentanées, sans rétroaction appropriée, produisant des conditions de fonctionnement indésirables. Si la commutation des fils de mesure à distance est une exigence de l'application, l'alimentation doit être en veille lorsque cette commutation se produit.

Pourquoi Magna-Power Electronics ?

• Technologie de traitement de puissance alimenté en courant : la topologie de traitement de puissance signature de Magna-Power Electronics permet à ses alimentations de fonctionner même dans les conditions de charge les plus exigeantes. Pour la charge de condensateurs, les alimentations sont capables de démarrer et de réguler dans des conditions de court-circuit.
• Programmation de haute précision : La dernière génération de produits Magna-Power Electronics offre parmi les plus hautes précisions de programmation et de lecture sur le marché des alimentations programmables. La haute précision offerte par ces produits signifie moins d'équipements nécessaires pour la collecte de données et la mesure, et une programmation plus proche des tensions nominales des dispositifs de stockage d'énergie.
• Faible ondulation de tension : L'ondulation de la tension et du courant de charge joue un rôle majeur dans la durée de vie des systèmes de batteries. Toutes les alimentations Magna-Power Electronics offrent une ondulation de tension extrêmement faible, aussi basse que 0,03 % de la tension nominale.
• Mesure de tension à distance : Les modèles d'alimentation Magna-Power Electronics jusqu'à 1000 Vdc disposent d'une capacité de mesure à distance, permettant la compensation de la chute de tension à travers les diodes de blocage et les câbles de sortie.

Cyclage de batteries

Alors que la charge de batteries ne nécessite qu'un fonctionnement à un seul quadrant, le cyclage de batteries nécessite un fonctionnement à deux quadrants pour absorber l'énergie des batteries. L'utilisation d'une alimentation et d'une charge indépendantes pour fournir chaque quadrant de fonctionnement offre une modularité maximale du système. De plus, la séparation de l'alimentation et de la charge permet l'utilisation de bancs de charge résistifs passifs à faible coût pour la décharge. Alternativement, une charge électronique peut être utilisée pour une programmabilité accrue des caractéristiques de charge.

Des transitions fluides entre l'injection et l'absorption d'énergie peuvent être obtenues en dimensionnant l'alimentation à deux fois la puissance nominale de la charge. La charge fonctionnera constamment à sa puissance nominale, cependant, dès que l'alimentation est éteinte, les batteries effectueront une transition en douceur de la charge à la décharge.

Les profils de charge peuvent être programmés dans les alimentations Magna-Power Electronics via une variété d'interfaces de programmation. 100 pas de mémoire sont disponibles sur le panneau avant D-Version, permettant de séquencer les réglages de tension et de courant dans le temps. Les commandes SCPI sont prises en charge pour permettre à des logiciels personnalisés de contrôler entièrement l'alimentation. De plus, les pilotes LabVIEW fournis permettent l'intégration avec d'autres équipements de test et de mesure, y compris une charge électronique.

Charge de condensateurs et réseaux d'impulsions

Les alimentations Magna-Power Electronics sont utilisées pour charger de manière fiable des condensateurs, qui peuvent fournir un fonctionnement DC pulsé ou continu dans une large gamme d'applications, telles que :

• Radar
• Tubes à micro-ondes, notamment : tubes klystron, magnétrons et gyrotrons
• Amplificateurs radiofréquence (RF)
• Accélérateurs pour la protonthérapie

Pour les condensateurs fournissant des impulsions à haute fréquence, la charge apparaîtra à l'alimentation comme la moyenne de ces impulsions, à condition que la capacité alimentant les impulsions soit dimensionnée de manière appropriée pour la charge. L'alimentation doit être considérée comme une boîte noire et la capacité de filtrage interne à l'alimentation ne doit pas être utilisée dans le calcul de l'énergie pour alimenter les impulsions. L'alimentation fonctionnera en mode courant constant pendant la charge des condensateurs et basculera automatiquement en mode tension constante lorsque la capacité est complètement chargée. Si les condensateurs de charge sont pulsés en continu, l'alimentation fonctionnera toujours en mode courant constant. Toutes les alimentations Magna-Power Electronics sont conçues pour un fonctionnement continu dans des conditions de charge maximales.