Stromversorgung und elektronische Last in einem Gerät

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Integration zahlreicher Funktionalitäten

Um den Anforderungen der Nutzer an Stromversorgungen gerecht zu werden, müssen moderne Geräte sehr vielseitig sein: Zunächst sollten sie einfach zu bedienen sein. Darüber hinaus sind zahlreiche Schnittstellen notwendig, damit sie an die unterschiedlichen Rechnersysteme angeschlossen werden können. Hinzu kommt eine Bedienersoftware, mit der die Laborstromversorgung schnell und unkompliziert für jede Applikation programmiert werden kann.

Das bidirektionale Power Supply PSB 9000 integriert umfangreiche Funktionalitäten. Die Serie verfügt über einen Funktions- und einen Arbiträrgenerator sowie eine vorprogrammierte Kfz-Anlaufkurve nach DIN 40839. Es können Sinus-, Dreieck-, Rechteck- und andere Kurvenverläufe auf Tastendruck aufgerufen und einfach programmiert werden. Darüber hinaus sind ein Batteriemanagementsystem und eine Sequenzing- und Logging-Funktion in das System eingearbeitet.

Alle Funktionen lassen sich über ein TFT-Display mit Touchscreen oder über eine der vielen Schnittstellen aufrufen. Zahlreiche weitere Größen wie Grenzwerte zu Spannung, Strom, Leistung und Widerstand sowie zeitliche Parameter sind frei konfigurierbar. Ferner lässt sich an den Geräten einstellen, ob ein Alarm, eine Warnung oder eine Meldung ausgelöst werden soll, falls die Werte unter- oder überschritten werden.

Anwenderfreundliche Bedienung

Aufgrund der Vielzahl an Funktionen haben die Entwickler ein anwenderfreundliches Bedienkonzept konzipiert: Mithilfe eines hochauflösenden TFT-Displays mit kapazitivem Touchscreen lässt sich das bidirektionale Power Supply intuitiv bedienen. Das Menü ist übersichtlich gestaltet und in den Sprachen Deutsch, Englisch, Chinesisch sowie Russisch abrufbar. Mit wenigen Berührungen sind die Parameter ausgewählt und die Werte über einen Encoder oder über einen Nummernblock eingegeben.

Das Display zeigt die aktuellen Werte für die Spannung, den Strom, die Leistung und den Innenwiderstand an. Gleichzeitig gibt es einen Überblick über die eingestellten Sollwerte für die Quelle und die Senke, den aktuellen Regelmodus, anstehende Alarme oder Warnungen und den Zustand des Ausgangs. Befindet sich das Gerät im Remote-Betrieb, wird im Display sichtbar, über welche Schnittstelle es gerade gesteuert wird.

Zusätzlich wird der Zustand des Ausgangs über zwei Leuchtdioden angezeigt und lässt sich über einen Taster mit taktiler Rückmeldung ein- und ausschalten. Zum Schutz gegen unberechtigte oder unbeabsichtigte Benutzung lässt sich das HMI teilweise oder komplett sperren oder wieder aktivieren.

Nachbildung komplexer Kennlinien

Die in der bidirektionalen Laborstromversorgung PSB 9000 verwendete digitale Regelung und Steuerung basiert auf einem 16-Bit-AD/DA-Wandler Prinzip. Durch die parallele Signalverarbeitung des FPGA führt dies zu einer Signallaufzeit – Messen, Rechnen und Stellen – von kleiner 1µs. Somit können mit einer Bandbreite von 1 MHz gleichzeitig die Strom-, die Spannungs-, die Leistungs- und die Widerstandsmessung verarbeitet werden.

Die in die Regelung eingebundenen, frei belegbaren Lookup-Tables (LUTs) arbeiten ebenfalls mit einer Bandbreite von 1 MHz. Auf diese Weise lassen sich neben der standardisierten, linearen Regelung auch komplexe, nicht lineare Kennlinien nachbilden – beispielsweise die Charakteristiken einer Batterie, einer Brennstoffzelle oder einer Photovoltaikanlage. Die gewünschten Tabellenwerte können in Excel- oder Text-Formate erstellt und via USB- Schnittstelle in die LUTs überspielt werden.

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