32711 交/直流電子負載
- 四個電錶可同時顯示電壓值(Vrms, Vpeak, Vmax., Vmin)、電流值(Irms, Ipeak, Imax., Imin.)、瓦特值、伏安值(VA)、頻率值、峰值因素、功率因素、電壓失真度(VTHD, VH)、電流失真度(ITHD, IH)等。
- 交/直流負載具定電流、線性定電流、定電阻、定電壓、定功率及整流性負載等工作模式。
-
選購電壓:425Vrms / 600Vdc(3273 / 3274 除外)
- 峰值因素範圍 : 1.414~5.0。
- 功率因素範圍 : 0~1 超前或落後。
- 內建測試模式包括UPS Efficiency, PV Inverter Efficiency, UPS Back-up time, Battery Discharge time, UPS transfer time, Fuse/Breaker Trip/Non-Trip, 短路模擬, OCP, OPP 等測試模式。
- Turbo mode(倍增模式),能夠在短時間內承受多達2倍電流與功率的電子負載,最適合 Fuse/Breaker 及交流電源的短路、OCP、OPP測試。
- 時間量測可應用於電池, UPS, 保險絲和斷路器等測試。
- 高達八台的並聯可達90KW及三相△或Y的負載同步控制。
- 支援帶載開機;先設定Load ON 便可支持帶載開機,逆變器或不斷電電源開機時便直接帶著所設定負載電流開機,用來驗證Inverter連接電器時啟動是否穩定。
- 支援抽載與卸載角度控制;吃載卸載角度控制,0-359度全範圍都可設定,用來驗證實際電器插拔時,Inverter輸出電壓暫態反應是否穩定,Overshoot/Undershoot 是否在容許範圍內。
- 支援正半週或負半週抽載;用來驗證實際電器只有正半周或負半周負載電流時,Inverter輸出電壓是否維持穩定。
- 支援SCR/TRIAC的電流調變波形,90度Trailing edge及Leading Edge。
- 支援電源供應器於開機時之電容性負載(Inrush Current)與運行中負載突然接入(Hot Plug-in)時的瞬間電流(Surge Current)測試。
- 頻率範圍 : DC, 40~440Hz
- 電壓, 電流監控。
- 外部電壓控制定電流、線性定電流、定電阻、定電壓、定功率等工作模式。
- 過電壓警示、過電流、過功率、過溫度保護。
- GPIB, RS-232, USB, LAN 控制介面。
- 最齊全的量測功能
除了這些量測功能外,亦提供了時間量測,產品如 UPS、保險絲及斷路器等的跳脫或熔斷時間及 Off-line UPS 的轉換時間(Transfer time)。
9849 三相交流控制軟體
9849 三相交流控制軟體操作手冊
完整的交流及直流負載模式
● 交流負載模式
● 定電流模式:在交流負載的定電流模式,僅適用於弦波電壓源,提供線性負載的CF,PF測試。
● 線性定電流模式:可以適用於弦波與非弦波電壓源,如下圖所示的 PWM 變頻驅動器,階梯(Step)電壓源及 UPS 弦波變方波,方波變弦波。
● 支援帶載開機:模擬待測物直接插入(Plug-in)抽載;先設定Load ON 便可支持帶載開機,逆變器或不斷電電源開機時便直接帶著所設定負載電流開機,用來驗證Inverter連接電器時啟動是否穩定。
● 支援抽載與卸載角度控制:吃載卸載角度控制,0-359度全範圍都可設定,用來驗證實際電器插拔時,Inverter 輸出電壓暫態反應是否穩定,Overshoot / Undershoot 是否在容許範圍內。
● 支援正半週與負半週抽載及SCR/TRIAC的電流調變波形,90度Trailing edge及Leading Edge;用來驗證實際電器只有正半周或負半周及 SCR/TRIAC負載電流時,Inverter輸出電壓是否維持穩定。
● 支援電源供應器於開機時之電容性負載(Inrush Current)與運行中負載突然接入(Hot Plug-in)測試用來驗證電器在開機時的瞬間啟動電流(Inrush Current)及電器突然接上(Surge Current)時,Inverter輸出電壓暫態反應是否穩定,如下圖所示。
交流整流負載模擬符合 IEC62040-3 and IEC61683 測試規範
3270系列 AC/DC 電子負載的交流整流模式,完全符合 IEC 對 UPS及 PV Inverter 的測試規範要求,分別是IEC62040-3 UPS Efficiency Measurement non-Linear and IEC61683 Resistive Plus Non-Linear。
3270系列的交流整流性負載模式,是使用CC+CR負載模式並維持電流的THD 在80%,來模擬實際PV Inverter 所連接的電子設備。
3270 負載的各種測試模式
3270 系列AC/DC 電子負載特別內建各種產品所需的測試模式,包括交流部分的UPS, Inverter, Fuse/Breaker, AC Power Source,及直流部份的 Battery, Fuse/Breaker, DC Power Source等,如下圖所示。
電流保護元件測試
電流保護元件包括Fuse 保險絲, Breaker斷路器及新型的PTC Resettable fuse自恢復保險絲等,其作用是當電路電流超過設計的額定值時,也就是負荷超過設計的電流容量時便將電路斷開。以避免發生過熱、甚至著火,起火等危險。上述保護元件中Fuse是一次性使用,Breaker與PTC就可以重覆使用。
電流保護元件的保護電流值與保護反應時間通常是具有乘積的關係,也就是通過電流保護元件的電流愈大,則其保護斷路的反應時間就愈短,這就類似是能量保護元件。
針對這樣的特性,3270系列交直流電子負載特別針對電流保護元件的測試驗證開發出Fuse Test功能,就能夠用一額定電流與功率的電子負載來測試驗證此類保護元件。當 Turbo mode(倍增模式) 設置為 ON 時,在1秒的測試時間內,測試電流可以倍增到最大電流的2倍,以3270為例,最大測試電流可倍增為 75A,也就是使用
3270系列的Turbo mode為ON時,於1秒測試時間內就可以達到2台3270系列的測試電流值。
Fuse Test基本上分為Trip(熔斷)與Non-Trip(沒有熔斷)2種。
Fuse Test設定參來包括測試電流(Istart),測試時間(Time),測試重覆次數REPEAT TIME等。
在Trip熔斷測試下,是用來測試電流過大異常發生時必須能夠提供斷路的保護能力,表示電流保護元件需熔斷的動作,因此測試電流需要大於熔斷的電流規格,當3270系列電子負載偵測到電壓低於1.0V,LCD就顯示Repeat次數及電流保護元件的熔斷時間 XXXX.X sec.。
電池測試功能
3270系列負載新增TYPE1~TYPE3共二種電池放電測試,可以依需要選擇適當的電池測試模式,測試結果可以直接在LCD顯示器上顯示電池的AH容量、放電後的電壓值、放電的累計時間等數據。
電感性負載的過電流斷路器測試
交流電路從電源到負載端有控制啟動/關閉的開關(Switch或Relay)或半導體固態開關(Solid State Relay),電流保護裝置如保險絲(Fuse),電流斷路器(Circuit Breaker),再到負載裝置。
本文介紹使用3270系列交流電子負載來模擬電路上負載裝置的電流(含啟動時暫態及運行中穩態)來測試驗證,特別是電路上包含有電感器負載時的開關及電流斷路等元件,如上述的Switch, Relay, Fuse, Breaker等。
交流電路中的負載類型有電阻性負載、電感性負載、電容性負載及整流性負載,其中阻性負載如電熱器裝置等,整流性負載則普遍存在於電子產品上,電子產品都使用二極體整流後電容器濾波再經變壓器轉換電路後提供電子產品所需的直流電源,有使用二極體及電容器的整流濾波電路就是整流性負載,當電壓是50/60Hz的弦波時,電阻電感電容等負載的電流波形也是弦波波形,整流性負載其電流波形是大約與電壓同相位的脈衝式波形。
感性負載如馬達、壓縮機等其功率因數低於1,電流相位落後電壓,電感性負載若運作中突然供電中斷或電流斷路器動作,就可能在電感負載上產生反電勢電壓, 若3270 AC Load也並聯在電感負載上就可能受電感上的反電動勢電壓超過3270 AC Load內部功率元件的額定電壓而損壞。
3270與電感負載連接需增加TVS來限制電感的反電動勢電壓
下圖上方波形為電感器負載的電壓,下方為電感電流,在約42.5mS處電感電流突然中斷,導致在電感負載上產生突波電壓。
因此當3270 Series AC Load 連接電感元件時或變壓器時就必需增加TVS元件併聯於負載輸入端來限制L di/dt的高電壓,避免超過內部MOSFET的額電電壓造成損壞故障,如下圖反電動勢電壓被TVS限制。
交流電壓=200V 50Hz , 電感負載=100mH , 3270為500Ω , Tvs為30KPA288CA
儲存在電感的能量(焦耳)為1/2Li² 會產生短期間的瞬間功率(Energy = power x time)的電能,反電動勢電壓通常可以使用電壓保護元件來限制,例如TVS或MOV來避免電壓超過電子負載的最高額定電壓,保護電子負載的MOSFET功率元件,TVS也需要選用足夠功率的規格。
上圖的下方為TVS的消耗能量,功率1.5KW 時間約2mS。
另一款3282交流電子負載除了可以模擬3270系列的阻性負載,整流性負載外,還可以模擬電感性、電容性負載及電感+電阻及電容+電阻的組合式負載。
電感性負載時,為防止電感負載於突然電流中斷所產生的反電動勢,應該於電子負載輸入端限制反電動勢的電壓低於電子負載內的MOSFET功率元件的電壓額定值以內,3270系列及3282為900Vpeak,應該額外加上TVS或MOV。
具有電感特性的變壓器也需要連接TVS,如下圖所示。
3270與變壓器連接
電壓限制元件包含 Metal oxide varistors(MOVs)、 Zener diodes 和 TVS 都是一般常用的電壓箝位裝置。
Zener and TVS 二極體有相同的電氣特性,Zener二極體是被用來設計來調節相對穩定的電壓,TVS則是用來對暫態突波電壓的箝位,通常TVS二極體比Zener具有吸收高峰值能量,在崩潰電壓之下(Breakdown voltage Vbr)為高阻抗,在崩潰電壓Vbr之上為可變阻抗來控制維持一個固定的箝位電壓(clamping voltage Vc)。
TVS 選擇指引:
2. TVS的箝位電壓需低於被保護電路MOSFET的最高電壓900Vpeak。
3. 直流電路選用單向TVS, 交流電路選用雙向TVS。
4. 選擇有足夠吸收突波能量的TVS裝置元件。
5. TVS元件的突波能量會隨溫度上升而下降。
電流斷路器應置於L端
連接電流或開關元件時,應該連接於Line端,也就是連接在交流電子負載的Line input端,當開關元件動作時迴路會斷開,避免AC Load 的輸入端與機殼接地之間斷開,所以應該將輸入電源的Neutral端與AC Load負載輸入的Neutral端相連接,如上圖所示。
3270系列交流負載新增In-rush模擬功能,提供電流元件的新測試方案
3270系列交流電子負載新增模擬電子設備開機時的突波電流(In-rush current)的功能,包含
(1)電阻性負載可以模擬開機瞬間電流的電流變化形狀(由大變小或小變大的)。
下圖中上方藍色為電壓波形,下方紅色為電流波形
(2)整流性負載瞬間電流的電流變化(由大變小或小變大的),可以設定峰值係數(1.414~5.0),提供限制In-rush電流的NTC負溫度係數電阻或正溫度係數電阻PTC的測試驗證。
上方藍色為電壓波形,下方為峰值係數=1.414的整流性負載電源波形
上方藍色為電壓波形,下方為峰值係數=2.0的整流性負載電源波形
(3)Fuse / Breaker 高達250次(可擴增至 99999 次)的循環測試可以判別Pass / Fail,提供電流控制或保護元件Fuse、Circuit Breaker、Switch、Relay、SSR、 NTC、PTC等元件的測試驗證解決方案。
(4)如何選擇使用電阻性或整流性負載
3270系列交流電子負載的CR電阻模式中不需要與電源訊號同步,因此適合所有電源波形,包括正弦波、方波、階梯波等,也適合SCR、TRIAC等相位控制的應用。
CC定電流模式需要與電源訊號同步,所以僅適用於交流電源為正弦波,負載電流可以依需要設定峰值係數為1.414~5.0,應用時先用4016數位功率分析儀測量UUT的負載電流及峰值係數,再輸入到3270系列定電流模式中的負載電流設定及峰值係數設定,3270 AC Load 就能產生UUT負載電流。
(5)電源系統說明
交流電路從電源到負載端有控制 ON/OFF 啟動/關閉的開關、繼電器(Switch 或 Relay)或半導體固態開關(Solid State Relay)等,電流保護裝置則有保險絲(Fuse)、電流斷路器(Circuit Breaker)等再經過NTC熱敏電阻,整流二極體,濾波電容,DC-DC轉換器等最後再到負載裝置。
由於實務上要產生開機時的突波電流不容易,造成驗證這些電流元件的困擾,本文介紹使用3270系列交流電子負載來模擬電路上負載裝置的電流(含啟動時暫態及運行中穩態)來測試驗證電路上的開關,保險絲,電流斷路器(電熱式,電磁式或電子式SSR)及限流電阻等元件。
在3270系列交流負載上設定開機突波電流的作法是先測量該電源供應器的最惡劣條件下,就是交流電壓源達到峰值時突波電流最大,例如正半周90度或負半周270度時開啟電源,可以使用示波器測量實際電子產品的開機電流峰值,這部分可以使用本公司4016功率分析儀內建的負載功率開關,設定電源開機角度90度或270度就可以達成,並依據示波器所讀取的電流波形到達穩定電流的時間等參數輸入到3270交流負載的突波電流模式上,3270交流負載就可以模擬出示波器所測量的電流波形。
(6)NTC 及 PTC 測試:
交流電路中的負載類型有電阻性負載、電感性負載和電容性負載及整流性負載,其中電阻性負載如電熱器裝置等,其功率因數為1即是純電阻性,熱敏電阻主要有兩種類型,即 NTC 和 PTC。
NTC 指的是負溫度係數,這種熱敏電阻的電阻值會隨著溫度上升而減小。此類電阻會非常適合用作串聯的湧入電流限制器。起初電阻值很高,之後湧入電流會流入並導致熱敏電阻的溫度衝高,當湧入電流衝高後,電阻值會降到較低的功率損耗程度。之後,在正常電路電流流經熱敏電阻的過程中,熱敏電阻會維持足夠高的溫度位準,因而能夠保持較低的功率損耗程度。
PTC 則是指正溫度係數,這種熱敏電阻的電阻值會隨著溫度上升而增大。此類元件常用作串聯的自復式保險絲。當到達切換溫度時,電阻值會立刻快速衝高,因此非常適合用於對抗過電流狀況。
由於具有正或負溫度係數的熱敏電阻,需要實際電流來測試驗證。
3270 AC Load新增開機的電阻性負載電流In-rush模擬功能,可以用來驗證電阻性負載中所有電流元件,包含NTC負溫度係數或PTC正溫度係數電阻,確認符合電路的需求。

當電壓是50/60Hz的弦波時, 整流性負載其電流波形是大約與電壓同相位的脈衝式波形,3270系列AC Load新增開機的整流性負載電流In-rush模擬功能,可以用來驗證整流性負載中所有電流元件,確認符合電路的需求。
電壓 110V 循環次數設定為10次,測試結果Fail(Trip測試結果未熔斷)
電壓 110V 循環次數設定為10次,測試時間 1秒,測試結果Fail(Trip測試結果未熔斷)
電壓 110V 循環次數設定為10次,測試結果PASS(Trip測試結果 2 次熔斷)
電壓 110V 循環次數設定為10次,測試時間 1秒,測試結果PASS(Trip測試結果 0.9 秒熔斷)
電壓 110V 循環次數10次的測試波形
2-1 設定下列參數
① 倍增電流模式 OFF(ON:吃載時間0.1~1秒)
② 吃載電流設定 5A(可擴增為 3 階拉載)
③ 測試時間 1.0秒(可設定0.1~9999.9秒,擴增至 3 階拉載時,每一階拉載時間可設定為0.1~333.33秒)
PS. 擴增功能後增加測試間隔時間,可設定間隔時間 0.1~9999.9秒
④ 循環次數 10次(可設定 250 次,可擴增至 99999 次)
⑤ 測試模式 Trip(可設定 Trip/NTrip)
5. 按下STOP鍵停止測試
4-1 PASS 顯示:循環次數002,測試時間0.9秒
4-2 FAIL 顯示:循環次數010,測試時間1秒
並聯及三相控制
3270 系列負載提供多台並聯、三相應用功能,讓使用者能夠進行更大功率或三相交流電源的測試應用,這樣可以更靈活、更彈性的使用3270系列交流電子負載,以節省成本。在並聯/三相的操作上,使用者如同操作單機一樣,只要對 Master進行操作即可,Slave1 及 Slave2 會自動進行該相的吃載及量測。
並聯及三相的連接如下圖所示。
面板說明
3271 交/直流電子負載(350V, 28A, 2800W) 3271 選購:電壓提高至425V
3272 交/直流電子負載(350V, 18.75A, 1875W) 3272 選購:電壓提高至425V
3273 交/直流電子負載(480V, 28A, 3750W) 3274 交/直流電子負載(480V, 18.75A, 2800W)
32711 交/直流電子負載(350V, 56A, 5600W) 32711 選購:電壓提高至425V
32701 交/直流電子負載(350V, 75A, 7500W) 32701 選購:電壓提高至425V
32702 交/直流電子負載(350V, 112.5A, 11250W) 32702 選購:電壓提高至425V
32703 交/直流電子負載(350V, 112.5A, 15000W) 32703 選購:電壓提高至425V
32704 交/直流電子負載(350V, 112.5A, 18750W) 32704 選購:電壓提高至425V
32705 交/直流電子負載(350V, 112.5A, 22500W) 32705 選購:電壓提高至425V
GPIB Card RS-232 Card
USB Card LAN Card 選購功能:External programming input *下訂單時需選購,無法出貨後加購 *