Carica di batterie e condensatori

Panoramica

Le batterie e i condensatori hanno requisiti di carica simili, che si adattano perfettamente alle caratteristiche standard degli alimentatori Magna-Power Electronics. Quando collegato a una batteria o a un condensatore, l'alimentatore Magna-Power Electronics viene programmato per la tensione nominale a circuito aperto e la corrente di carica massima desiderata (velocità di carica). L'alimentatore opera in modalità a corrente costante, caricando la batteria o il condensatore alla corrente di carica definita, mentre la tensione aumenta con la quantità di carica. Una volta raggiunta la tensione nominale programmata, l'alimentatore Magna-Power Electronics passa automaticamente al controllo in modalità tensione e la corrente di carica scende a zero, indicando il completamento della carica.

Diodo di blocco

La necessità di un diodo di blocco tra l'alimentatore Magna-Power Electronics e le batterie o i condensatori dipende dall'applicazione. L'uscita dell'alimentatore è composta da un ampio banco di condensatori utilizzati per filtrare il ripple di uscita e da resistenze di scarica per scaricare i condensatori quando l'alimentatore non è in uso. Un diodo di blocco è comunemente necessario per proteggere questi condensatori di uscita, poiché il collegamento dell'alimentatore a un dispositivo di accumulo di energia carico causerà una forza controelettromotrice che potrebbe potenzialmente danneggiare lo stadio di uscita. Inoltre, il diodo di blocco impedisce la scarica del dispositivo di accumulo di energia attraverso la resistenza di scarica dell'uscita. Sebbene i diodi di blocco non siano forniti da Magna-Power Electronics, i nostri ingegneri commerciali possono aiutare a definire diodi adatti per una varietà di applicazioni diverse.

In alcune applicazioni, un diodo di blocco potrebbe non essere necessario. Con l'opzione high slew rate (+HS), i condensatori elettrolitici standard vengono sostituiti con condensatori a film di capacità inferiore. Questi condensatori possono tollerare la forza controelettromotrice prodotta da un dispositivo di accumulo di energia, a condizione che la tensione nominale a circuito aperto rientri nella tensione massima di uscita dell'alimentatore. Con l'opzione high slew rate, l'alimentatore avrà comunque una resistenza di scarica dell'uscita, che comporterà una scarica lenta se il dispositivo di accumulo di energia non viene disconnesso quando è completamente carico.

Senza l'opzione high slew rate, un diodo di blocco può essere evitato precaricando l'alimentatore alla tensione nominale del dispositivo di accumulo di energia, per ridurre al minimo la forza controelettromotrice. La precarica viene effettuata in condizioni di circuito aperto programmando l'alimentatore alla tensione nominale del dispositivo di accumulo di energia e alla corrente di carica massima, quindi abilitando l'uscita prima di collegare il dispositivo di accumulo di energia. Il dispositivo di accumulo di energia viene quindi collegato all'uscita dell'alimentatore tramite un interruttore adeguatamente dimensionato. I transitori di tensione sul dispositivo di accumulo di energia devono essere attentamente monitorati per assicurarsi che non superino i valori nominali del dispositivo.

Rilevamento remoto

Il rilevamento remoto, disponibile su modelli fino a 1000 Vdc, consente all'alimentatore di compensare la caduta di tensione tra i terminali di uscita dell'alimentatore e il carico. Come standard, l'alimentatore rileva le tensioni direttamente ai terminali di uscita. Con il rilevamento remoto abilitato, tuttavia, l'alimentatore rileva dai cavi di rilevamento collegati, consentendo di compensare fino al 3% del suo valore nominale. L'uso del rilevamento remoto per la carica di batterie e condensatori è comune, poiché consente di compensare la caduta di tensione del diodo di blocco. Inoltre, con il rilevamento remoto abilitato e i cavi di rilevamento collegati, il display dell'alimentatore e la programmazione remota restituiscono la tensione misurata nel punto di rilevamento remoto.

È necessario prestare attenzione nell'uso della funzionalità di rilevamento remoto. Gli alimentatori Magna-Power Electronics dispongono di un rilevamento intelligente quando il rilevamento remoto è abilitato e i cavi di rilevamento non sono collegati, come indicato dal LED di rilevamento remoto lampeggiante sul display del pannello frontale; in questa condizione, l'alimentatore ritorna automaticamente al rilevamento locale. Tuttavia, il collegamento dei cavi di rilevamento remoto o la loro disconnessione mentre l'uscita è abilitata metterà l'alimentatore in condizioni momentanee di anello aperto, senza retroazione adeguata, producendo condizioni operative indesiderate. Se il collegamento dei cavi di rilevamento remoto è un requisito dell'applicazione, l'alimentatore deve essere in standby durante questa operazione.

Perché Magna-Power Electronics?

• Tecnologia di elaborazione di potenza alimentata in corrente: la topologia di elaborazione di potenza distintiva di Magna-Power Electronics consente ai suoi alimentatori di operare anche nelle condizioni di carico più gravose. Per la carica di condensatori, gli alimentatori sono in grado di accendersi e regolare in condizioni di carico in cortocircuito.
• Programmazione ad alta precisione: La più recente generazione di prodotti Magna-Power Electronics offre una delle più alte precisioni di programmazione e lettura sul mercato degli alimentatori programmabili. L'elevata precisione offerta dai prodotti significa meno apparecchiature necessarie per la raccolta dati e le misurazioni e una programmazione più vicina alle tensioni nominali dei dispositivi di accumulo di energia.
• Basso ripple di tensione: Il ripple di tensione e corrente di carica gioca un ruolo fondamentale nella durata dei sistemi a batteria. Tutti gli alimentatori Magna-Power Electronics offrono un ripple di tensione estremamente basso, fino allo 0,03% della tensione nominale.
• Rilevamento remoto della tensione: I modelli di alimentatori Magna-Power Electronics fino a 1000 Vdc dispongono di funzionalità di rilevamento remoto, consentendo la compensazione della caduta di tensione attraverso diodi di blocco e cavi di uscita.

Ciclazione delle batterie

Mentre la carica delle batterie richiede solo un funzionamento a singolo quadrante, la ciclazione delle batterie richiede un funzionamento a due quadranti per assorbire energia dalle batterie. L'utilizzo di un alimentatore e un carico indipendenti per fornire ciascun quadrante di funzionamento garantisce la massima modularità del sistema. Inoltre, la separazione tra alimentatore e carico consente l'uso di banchi di carico resistivi passivi a basso costo per la scarica. In alternativa, è possibile utilizzare un carico elettronico per una maggiore programmabilità delle caratteristiche di carico.

Transizioni fluide tra l'erogazione e l'assorbimento di energia possono essere ottenute dimensionando l'alimentatore al doppio della potenza nominale del carico. Il carico funzionerà costantemente alla sua potenza nominale, tuttavia, non appena l'alimentatore viene spento, le batterie avranno una transizione uniforme dalla carica alla scarica.

I profili di carica possono essere programmati negli alimentatori Magna-Power Electronics attraverso una varietà di interfacce di programmazione. 100 passi di memoria sono disponibili nel pannello frontale D-Version, consentendo la sequenziazione delle impostazioni di tensione e corrente nel tempo. I comandi SCPI sono supportati per software personalizzato per il controllo completo dell'alimentatore. Inoltre, i driver LabVIEW forniti consentono l'integrazione con altre apparecchiature di test e misurazione, incluso un carico elettronico.

Reti di carica e impulsi per condensatori

Gli alimentatori Magna-Power Electronics sono utilizzati per caricare in modo affidabile i condensatori, che possono fornire funzionamento DC pulsato o continuo in un'ampia gamma di applicazioni, quali:

• Radar
• Tubi a microonde, tra cui: tubi klystron, magnetron e girotron
• Amplificatori a radiofrequenza (RF)
• Acceleratori per terapia a fascio di protoni

Per condensatori che forniscono impulsi ad alta frequenza, il carico apparirà all'alimentatore come la media di tali impulsi, a condizione che la capacità che alimenta gli impulsi sia dimensionata adeguatamente per il carico. L'alimentatore deve essere considerato come una scatola nera e la capacità di filtraggio interna all'alimentatore non deve essere utilizzata nel calcolo dell'energia per alimentare gli impulsi. L'alimentatore funzionerà in modalità a corrente costante durante la carica dei condensatori di carico e passerà automaticamente alla modalità a tensione costante quando la capacità è completamente carica. Se i condensatori di carico vengono sottoposti a impulsi in modo continuo, l'alimentatore funzionerà sempre in modalità a corrente costante. Tutti gli alimentatori Magna-Power Electronics sono dimensionati per il funzionamento continuo in condizioni di carico di picco.