電動車電子組件測試方案 – 雙向可程式直流電源的五大設計巧思

傳統上進行測試時，我們會使用直流電源以及直流電子負載二台設備。在VI四象限的概念中，即屬於第1及第2象限。

由於待測物的特性並不會同時需要輸入及輸出，故雙向直流電源是設計成具備電源及負載的能力。不但提升空間利用率，不用購買2台不同的設備，且降低投資成本，還具備能源回收功能，一舉數得。

例：下圖是使用EA PSB 9000系列進行的控制器測試簡圖。雙向直流電源型號是PSB 9500-30 3U。電壓輸出/輸入0-500 Vdc；電流輸出/sink 0-30 Adc；功率：5kW。PSB系列雙向可程式直流電源供應器之相關資料可參考連結。

另外，圖中VITREK PA900 電力分析儀和高精度電流傳感器(CT)，是用於量測精準的電壓、電流、功率及瓩時(kWh)。不論是設計或是品保驗證，新型態的綠能產業皆必須採用精度高的解決方案。傳統做法採用2~5%的CT及功率計，易造成計算後的數據偏差。PA900 電力分析儀之相關資料可參考連結。

測試條件

UUT：控制器最大功率750 Vdc / 800 Adc，以下測試輸出320 Vdc並已設定為10 Adc。電動機轉速約為6,000 RPM，順轉和逆轉皆在空載條件之下。

測試方法

電動馬達沿順時針方向的速率為6,000 RPM，將電源的正電流拉至10 Adc。大約100ms後，控制控制器會關閉電動機的電壓，此時電流大約 -5 Adc會很快的回灌到PSB 9000中。重新施加電壓，電動機旋轉回升至10 Adc的穩態電流。PSB 9000同時做為電源和負載，即使在正負電流轉換的過渡期間，輸出電壓也保持在320.9 Vdc，十分穩定。

PSB 系列雙向可程式直流電源的其他設計巧思

PSB系列皆具備寬範圍輸出能力（auto range）。傳統的可程式直流電源會在最大電壓下提供全部輸出功率，因此在降低電壓時，可用功率會大大降低。寬範圍輸出可在較低電壓時動態調整可用的輸出電流，將滿功率保持在最大電壓的33%至100%之間。當有各種產品需要測試時，這樣的功能特別有用，不需要增加採購更大功率或電流的設備。

另一個強大的優點是PSB系列能夠以大約95%的效率將負載能量循環回電網。這樣可以節省營運的能源成本。由於僅以熱能形式消耗5%的能量，因此在3U的空間內功率密度可達15kW，在業界處於領先地位。

–電源和電子負載的組合–

• 可分開做為獨立的測試設備，也可以在不同的地方用於其他目的
• 可單獨擴展至大功率設備
• 採購成本比雙向直流電源高

–雙向可程式直流電源–

• 具成本效益，比買二台設備便宜
• 可能源回收 (但不是每個品牌都有)，投資回收率高
• 配線簡單，減少錯誤及損失
• 不用擔心電流回灌及放電切換問題