Die programmierbaren bidirektionalen Gleichstromnetzgeräte der Chroma-Serie 62000D bieten sowohl Stromquellen- als auch Lasteigenschaften. Diese Zweiquadranten-netzgeräte ermöglichen die Rückwandlung von Strom aus dem Prüfobjekt in das Versorgungsnetz und eignen sich daher ideal für das Testen von Stromversorgungssystemen für erneuerbare Energien wie PV-, Speicher- und EV-Wechselrichter sowie für eine Vielzahl von bidirektionalen Stromwandlungssystemen (PCS) und können auch als Batteriesimulator verwendet werden. Das 62000D-Netzgerät findet Anwendung bei der Prüfung von Leistungskomponenten in Elektrofahrzeugen sowie bei bidirektionalen Bordladegeräten (BOBC), bidirektionalen DC-Wandlern und DC-AC-Motortreibern und kann Leistungsumwandlungstests von Lithium-Ionen-Batterien sowohl in Lade- als auch in Entladerichtung durchführen.

Zur Veranschaulichung der einzigartigen Fähigkeiten des 62000D: Herkömmliche Gleichstromnetzgeräte benötigen Schutzdioden zur Unterstützung der elektromotorischen Kraft während der Motorprüfung, um die Quelle nicht zu beschädigen. Die bidirektionalen Gleichstromnetzgeräte der Serie 62000D können jedoch den Motor antreiben und auch die elektromotorische Kraft effizient in das Netz rückspeisen, wodurch die Notwendigkeit von Sperrdioden vermieden und gleichzeitig Platz, Energie und Konfiguration gespart wird. Außerdem bietet die schnelle quadrantenübergreifende Bandbreite des 62000D eine Einschwingzeit von weniger als 1,5ms (-90 % bis +90 %).

62000D bidirektionale DC-Netzteile umfassen 9 verschiedene Modelle mit branchenführender Leistungsdichte bei 18 kW in 3 HE vertikalem Rack-Einbauraum. Baureihe von 6 kW bis 18 kW, Ausgangsstrom-Nennwerte bis zu ±540 A, und Nennspannungen bis zu 1800 VDC. Die Master-/Slave-Funktion ermöglicht die einfache und sichere Parallelschaltung von bis zu 10 Modellen mit einer Leistung von bis zu 180 kW.

Dank dem Listenmodus des Geräts verfügt die 62000 D-Serie über 100 programmierbare Benutzereinstellungen. Die schnelle Ansprechzeit erfüllt viele Prüfanforderungen, einschließlich der Normen LV123 und LV148, die für Komponenten von Fahrzeugen mit alternativem Antrieb erforderlich sind. In Verbindung mit dem Chroma-Softpanel ist der Anwender in der Lage, die komplizierten Prüfungen mit einfachen Mausklicks durchzuführen.

Die Familie der 62000D-Netzgeräte kann aufgrund ihres weiten Eingangsspannungsbereichs von 200-480 VAC und einer aktiven Leistungsfaktorkorrektur (PFC) der Schwachstrom-Oberschwingungs-einspeisung ins Netz leicht in jeder Region der Welt eingesetzt werden, wodurch Stromverbrauch, Konfiguration des Stromversorgungssystems und Änderungen der Umgebungstemperatur während Hochleistungstests reduziert werden. Zu den Steuerungsoptionen gehören digitale USB-, LAN-, CAN-Bus-, GPIB- sowie analoge APG-Schnittstellen.

Erneuerbare Energiequellen wie PV, EV, Brennstoffzelle und Batterie sind aktuell der Trend auf dem Markt als Ersatz für die traditionellen Energiequellen (Kohle, Öl usw.). Jedoch wird der daraus resultierende steigende Bedarf an Strom die schnellere Kommerzialisierung der dezentralen Energiespeicherung in Inselnetzen vorantreiben. Die bidirektionale Konstruktion von Leistungsumwandlungsgeräten übt Batterieanwendungen aus, einen hohen Wirkungsgrad, eine hohe Spannungsumwandlung und eine hohe Leistungsdichte zu erreichen, was die Notwendigkeit von Prüfanordnungen zur Batteriesimulation (bidirektionale Netzgeräte) erzeugt..

With the maturation of SiC semiconductor devices and the gradual increase in charging standard voltages, EVs are developing toward improved charging efficiency and range by evolving their battery platforms from 400V to 800V. This in turn is driving up the voltages for onboard electrical control systems like BOBC, DC-DC, motor control units (MCUs), and inverters.

Taking a 22kW bidirectional on-board charger (BOBC) compatible with both 400V and 800V as an example, the typical voltage range would be 200V-900V or even higher. The design of the test equipment must account for rated test conditions as well as over-voltage (>130%) protection test margins. Generally, the maximum charging current falls within the 200V-450V range, so current also needs to consider ripple peaks and over-current (>120%-150%) protection test ranges. Under such an operating range, users may need one high-voltage bidirectional DC power supply over 1200V, as well as another with at least 120A current capability. The Chroma 62000D-HL model satisfies this ultra-wide operating range requirement with a single device.

The 62000D-HL bidirectional DC power supply features two ultra-wide output ranges within a single unit. For the 62450D-2000HL model, the High range provides 2000V/60A/45kW, while the Low range offers 650V/180A/45kW. Users can easily switch between the needed ranges to meet test conditions requiring either high voltage or high current. With such a wide operating range, in addition to the High range satisfying high voltage test points, users can even utilize the Low range's high current capability in load mode to perform long-term reliability testing on two devices under test with a single piece of equipment.

Users can switch between the 62000D-HL model's dual output ranges by simply pressing the switch on the front panel touchscreen, or by sending a remote command. In an automated test equipment (ATE) production line system, only one 62450D-2000HL is needed - switching between the High/Low ranges via command satisfies both output range operations. After switching, the test instructions can proceed without interruption. Users do not need additional manual disassembly/re-assembly of bridging fixtures at the equipment output terminals, making for a seamless and safe testing experience.

Das 62000D von Chroma verfügt über ein bidirektionales Schaltnetzteil-Design, das einen Zweiquadrantenbetrieb mit positivem Strom/positiver.

Spannung sowie negativem Strom/positiver Spannung bietet, was seinen Einsatz sowohl als Gleichstromnetzgerät als auch als regenerative Gleichstromlast ermöglicht. Die absorbierte Energie wird mit einem Umwandlungswirkungsgrad von bis zu 93 % in das Netz zurückgespeist und kann in den Betriebsarten Konstantspannung, Konstantstrom und Konstantleistung betrieben werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Netzgeräten und Lasten spart das 62000D bidirektionale Zwei-in-Eins-Gleichstromnetzgerät Platz, reduziert den Energieverlust und die Wärmeableitung und ist einfacher zu verdrahten und konfigurieren.

Bei der aktuellen Entwicklung von Elektrofahrzeugen werden die Bordladegeräte durch eine hin- und herpendelnde Energiezufuhr entweder als V2G (Fahrzeug zu Netz), V2L (Fahrzeug zu Verbraucher) oder V2H (Fahrzeug zum Haus) gesteuert. The 62000D also offers a pure electronic load mode with constant current (CC), constant power (CP), and constant resistance (CR) control, especially useful for simulating battery charging behavior during development and testing of BOBCs. Wo bei herkömmlichen Methoden ein Gerät für die Gleichstromversorgung und ein anderes als regenerative Gleichstromlast erforderlich war, kann nun ein einziges Chroma 62000D sowohl Lade- als auch Entladetests alleine durchführen.

▲ Bidirektionales Bordladegerät Prüfkonfiguration

Eine Leistungsaufbereitungsanlage (PCS) dient der bidirektionalen Leistungsumwandlung zwischen dem Batteriesystem und dem Netz, wobei die Batterieklemmenspannung der neuesten Geräte bis zu 1500 V erreicht und über eine Lade-/Entladefunktion, eine Wirkleistungssteuerung, eine Blindleistungsregelung und einen Off-Grid-Schalter verfügt. Ein häufiges Problem für Anwender ist die Frage, wie eine tatsächliche Hochspannungsbatterie für die Prüfung der Lade-/Entladeübergangsleistung (mit einer Vorgabezeit von <100 ms) dieser PCS vorbereitet werden kann, wenn es nicht möglich ist, einen F&E-Nachweis zu führen und die Herstellung mit schneller Reproduzierbarkeit, Beherrschbarkeit und Sicherheit durchzuführen. Das Hochspannungsmodell 62180D-1800 (1800 V/40 A/18 kW) kann zur Erreichung von 540 kW/1800 V/1200 A parallel geschaltet werden, und ersetzt so die reale Batteriesimulation als Netzgerät oder regenerative Verbraucherlast, um diesen Lade-/Entlade-Übergang mit nahtloser Umschaltung durchzuführen.

Das Chroma 62000D ermöglicht eine nahtlose Stromumwandlung zwischen den beiden Quadranten der Stromversorgung und der elektrischen Last, ohne die Ausgangskennwerte zu verändern oder Schäden zu verursachen. Der Einsatz in vielen bidirektionalen DC-DC- und DC-AC-Batterie-Lade-/Entladeprüfungen erfordert eine sehr schnelle Lade-/Entladeumwandlung.the 62000D's high-speed transient response proves invaluable, boasting an output voltage response time of less than 1.5ms for a -90% to +90% load change.

▲ Simulation der tatsächlichen Fahrverhältnisse

Um die Beschleunigung und das Abbremsen des Motortreibers unter Fahrbedingungen zu testen, wird die Umwandlung zwischen Batterie und Leistungskomponenten unter wechselnden Stromzufuhr- und Wiederauflade-situationen geprüft. Das sehr schnelle Einschwingverhalten der beiden Quadranten des 62000D kann die Batterie simulieren und die elektrische Energie entsprechend dem tatsächlichen Bedarf des Motors umwandeln, und bietet so eine stabile Spannung und ermöglicht ein Wiederaufladen des Stroms beim Bremsen.

▲ Start-Stopp-System Motortreiber-Testanwendung

Bei den 62000D handelt es sich um bidirektionale Gleichstrom-Netzgeräte, die durch eine externe Stromquelle geladen oder entladen werden können. Daher wird das 62000D durch den Einsatz von Software zu einem Batteriesimulator, der den Betrieb bei unterschiedlicher Batteriekapazität (Ladezustand/SOC) simulieren oder spezifische Spannungs-Strom-Batteriekennlinien importieren kann. Dieser Simulator kann das Produkt bei unterschiedlichen Batteriekapazitäten oder mit unterschiedlichen Batteriekennlinien auswerten. Das 62000D ist für die Prüfung verschiedenartiger Produkte, wie z.B. Bordladegeräte (BOBC), Stromwandlungssysteme (PCS), Energiespeichersystemen (ESS) oder Motortreiber geeignet.

Einhergehend mit den weltweiten Trends zur Energieeffizienz und zur Verringerung der Kohlenstoffemissionen hat die Automobilindustrie technische Entwicklungsstandards für alternativ angetriebene Fahrzeuge eingeführt, die Prüfungen für eine Vielzahl von Elektrofahrzeugen festlegen. Die Richtlinien LV123 spezifizieren die elektrischen Eigenschaften des Fahrzeugs und die Sicherheit von Hochspannungskomponenten, während die Norm LV148 Prüfungen für elektrische und elektronische Komponenten in Kraftfahrzeugen mit 48-V-Bordnetzen abdeckt. Das Chroma 62000D verfügt über eine dynamische Hochgeschwindigkeits-CV-Ansprechsteilheit, die bis auf 200 V/ms hochgeregelt werden kann, was für die elektrischen Kennlinienprüfungen zahlreicher Fahrzeugrichtlinien anwendbar ist. In Verbindung mit dem Chroma-SoftPanel ist der Anwender sogar in der Lage, die Prüfungen per Knopfdruck durchzuführen.

The 600V/1200V/1800V models have built-in EN50530 and Sandia SAS models that allow users to easily program different solar cell I-V characteristic outputs via the front panel or remote SCPI control. The SoftPanel software includes static & dynamic MPPT test, shadowed I-V curve simulation, real-world weather-based I-V curve variation testing, and automatic static & dynamic MPPT tests with report generation in Excel format, ideal for validating the performance of series-connected PV inverters. Additionally, the 62180D-1200 and 62180D-1800 models support master/slave parallel configuration of up to 30 units, with output specifications reaching 540kW/1200V/1200A & 540kW/1800V/1200A respectively. This enables adaptation for testing high-voltage 1100V and 1500V commercial (15k-100kW) string inverters and distributed energy resource (150k-500kW) inverters.

Die Chroma 62000D bidirektionalen Gleichstromnetzgeräte verfügen über eine Energie-Recycling-Funktion, die Energie in das Netz zurückspeist. Das interne Schutzdesign dient dazu, Anomalien der Eingangsspannung und Eingangsfrequenz zu ermitteln. Werden Anomalien festgestellt, schaltet das 62000D den Ausgang automatisch ab, um eine sichere Nutzung des Stromnetzes zu gewährleisten. Das 62000D ist mit OVP-, OCP-, OPP-, OTP-, Lüfterausfall- und AC-Fehlerschutzschaltungen ausgestattet. Der AC-Fehlerschutz umfasst OVP, UVP, Unwucht, Frequenzfehler und OCP.

For testing of 11kW BOBC, taking into consideration maximum current ripple, inrush currents generated during vehicle DC-DC startup, etc., the test equipment must be able to provide approximately 20%-50% current margin beyond the steady-state charging current specifications. Therefore, for models 62120D-1200 and 62180D-1200, Chroma has further enhanced the current capability under ambient temperature conditions and for specific versions, achieving an output range of 1200V/55A/13kW-19.5kW.

For string PV inverter test applications, to cover residential to commercial power needs including 1.5x overdimensioning, the maximum short-circuit current per MPPT channel has been gradually increasing. Facing this equipment demand, the current provided per MPPT channel also gets a boost. For the 62180D-1800 model, the voltage meets the needs of 1100V and 1500V systems, while the current has been enhanced to 55A. Under ambient temperature conditions and for specific versions, the output range reaches 1800V/55A/19.5kW. Please refer to the specification sheets for related conditions.

Chroma verfügt über Lösungen für Hochleistungssysteme mittels Systemintegrationsdiensten von 54 kW – 540 kW/1800 V/1200 A, wobei dieses Leistungssystem mannigfaltige Sicherheitsschutzmaßnahmen aufweist (AC-Leistungsschalter mit Überstromschutz, Verluststromerkennungsschutz, Gerät mit Not-Halt-Taste, AC-Überspannung am Eingang, Unterspannung, OFP, UFP, Systemübertemperatur, Lüfterausfall usw.), wodurch es für lange währende Prüfungen und Einsätze in F&E und Produktionsanlagen geeignet ist.   * * Model 62180D-1200 & 62180D-1800 can support 30 units in parallel, up to 540kW. * For parallel requirements of models 62360D-2000HL & 62450D-2000HL, please contact your local Chroma office.

Das Chroma 62000D bidirektionale Gleichstromnetzgerät ist mit einer aktiven Leistungsfaktorkorrektur (PFC) >0,97 für niedrigen Energieverbrauch und einen hohen Umwandlungswirkungsgrad ausgestattet. Um dem universellen AC-Leistungseingangsbereich gerecht zu werden, verfügt die 62000D-Serie zudem über einen sehr weiten Leistungsaufnahmebereich von dreiphasigen 200 VAC bis 220 VAC und 380 VAC bis 480 VAC-Eingängen. Der Benutzer kann ein einziges Gerät kaufen, ohne es für den Einsatz in anderen Bereichen konfigurieren zu müssen.

* Models 62360D-2000HL and 62450D-2000HL have an input voltage range of 3-phase 380-480Vac.

Das Chroma 62000D unterstützt verschiedene Remote-Schnittstellen, die es dem Anwender ermöglichen, den PC über die Standard-USB- und LAN- oder optionale GPIB-Schnittstellen zu steuern. Darüber hinaus ist die optionale CAN-Schnittstelle, wie sie häufig in der Automobilindustrie eingesetzt wird, konform mit den Identifiern CAN2.0 A 11-Bit und CAN2.0 B 29-Bit und hat eine U/I/P-Zykluszeit von bis zu 10 ms.

Das Chroma 62000D ist mit einer Mensch-Maschine-Steuerungsschnittstelle der nächsten Generation ausgerüstet und besitzt einen intuitiven und benutzerfreundlichen Touchscreen. Die Bedienung des Geräts mit seiner intelligenten und bequemen Benutzerschnittstelle ist so einfach wie die eines Smartphones; über Symbole auf dem Touchscreen kann der Benutzer beliebige Spannungs-/Stromeinstellungen und Messungen, Einstellungen zur Programmablaufsteuerung, Vorschau der Ausgangswellenformen usw. vornehmen.

Die 62000D-Serie lässt sich über Regler auf seiner Vorderseite oder über ein verfügbares SoftPanel bedienen. Diese nutzerfreundliche Software enthält alle Funktionen der 62000D-Serie, und sie ist leicht verständlich und leicht zu bedienen. Der 62000D kann zur Fernsteuerung und für automatische Testanwendungen über die Schnittstellen GPIB, USB und Ethernet gesteuert werden.