可編程交&直流電子負載 Model 63800 Series特色

■ 功率范圍 : 1800W, 3600W, 4500W

■ 電壓范圍 : 50V ~ 350Vrms

■ 電流范圍 : 高達 18Arms, 36Arms, 45Arms

■ 峰值電流 : 高達 54A, 108A, 135A

■ 并聯/三相控制

■ 頻率范圍 : 45 ~ 440Hz, DC

■ 峰值因素范圍 : 1.414 ~ 5.0

■ 功率因素范圍 : 0~1 超前或落后(整流模式)

■ 直流負載 : 定電流、定電阻、定電壓、定功率

■ 交流負載 : 一般負載模式與整流性負載模式

■ 模擬電壓、電流監測

■ 時間量測 : 可應用于電池、UPS、保險絲和斷路器等測試

■ 量測 : V, I, PF, CF, P, Q, S, F, R Ip+/- and THDv

■ 短路模擬

■ 保護功能 : 過功率、過電流、過溫度保護與過電壓告警

■ GPIB 及 RS-232 控制介面

致茂最新的 63800 系列交/直流電子負載，主要是給不斷電系統(UPS)、脫機型變流器(Off-Grid Inverters)、車用型變流器、交流電源以及其他的電力組件如開關、斷路器、保險絲和連接器等產品測試使用。

可編程交&直流電子負載 Model 63800 Series可仿真于高峰值因素下的負載情況， 甚至當電壓波形失真時，能實時補償功率因素。此特性使得仿真負載的能力更加真實，亦能防止電壓過應力發生，因此可獲得更可靠及更公正的測試結果。

63800系列運用DSP的技術開發了RLC 操作模式，用來仿真非線性整流負載。另外還可藉由偵測待測物的阻抗來提升穩定度，并能動態調整帶寬，以確保系統穩定度。

63800系列具有時間量測功能，讓用戶可量測一些關鍵性的時間參數，如電池放電時 間、保險絲熔斷時間、斷路器跳脫時間以及UPS 轉換時間等測試。

在量測方面，63800系列可提供用戶廣泛的監控待測物的輸出效能。此外，電壓、電流可透過內建的模擬輸出信號，經BNC纜線傳送至示波器進行監測。而GPIB與RS232接口更提供系統整合 所需的遠程控制及監控功能。

63800系列具有風扇速度控制的功能，隨拉載功率來調整風速，讓使用時能盡量保持低噪音。另外還具有自我診斷功能，確保例行的開機時維持正常的狀態。保護告警功能則包含過功率、過電流、過溫度保護及過電壓告警。

完整的交流及直流負載模擬

63800系列交/直流電子負載，主要是提供交流及直流負載仿真使用。下列樹形圖為可提供的各種負載模式。

交流負載模擬

63800系列交/直流電子負載提供兩種操作模式給交流負載仿真測試使用 : (1)一般負載模式及 (2)整流負載模式。分述如下 :

一般負載模式

一般負載模式的操作模式有定電流、定電阻及定功率模式。在定電流 及定功率操作模式中，用戶可編程功率因素(PF)或峰值因素(CF)或兩 者。在定電阻操作模式下，PF值則恒為1。

當負載電流的PF及CF兩者均有設定時，PF的設定雖可由1到0，但實際 拉載的PF值，是和CF的設定值有關，由透過相對于輸入電壓的電流波型平移而得，實際限制如右圖。換句話說，PF值的范圍會因設定的CF 值而有所限制。此外，在63800系列的定義里，若設定的PF為正時，則 表示電流超前電壓 ; 反之，當PF設定為負時，則表示電流落后電壓。

如圖1所示，當輸入電壓為正弦波且CF=1.414時，則PF僅能等于1。然而當CF=2時，則PF可接受的范圍為0.608~0.85 ; CF=3時，PF可設定的范圍為 0.211~0.6。因此，較高的CF會有較大的PF設定范圍。

整流負載模式

63800系列交/直流電子負載拉載能力，可廣泛的應用于仿真 非線性的整流性負載測試。有三種模式可供整流性負載仿真 - RLC、定功率(CP)及浪涌電流(Inrush Current)模式。

圖2為橋式整流的典型線路。在RLC模式下，用戶可透過設定RLC值，100%模擬實際待測物的行為。圖3 & 4分別是透過實際被動負載(電阻、電感、電容)與使用RLC負載模式量測，從圖中可以比較觀察得到的電壓及電流波形，RLC模式的波形與實際硬件電路所拉載的波形幾乎同。  圖5則為定電流模式下所得到的波形，看起來則與實際硬件電路的波形有些差異。

一般而言，定電流及定功率模式均屬主動式拉載，此主動式拉載需先知道電壓的頻率才能進行拉載，故傳統的交流負載僅能使用定電阻模式來測試不連續的方波或類似方波的待測物。63800電子負載的RLC模式是仿真實際被動負載，不需要定義頻率即可拉載，因此提供用戶除定電阻模式外的另一個拉載模式選擇，也更能模擬待測物實際應用狀況。雖然使用真實的電阻、電感、電容也可以解決此量測的問題，然而，因為零件的尺寸、受限的RLC值及熱效應的誤差，造成測試上的諸多不便。反之，63800系列的RLC模式擁有多元的設定環境以及較高的測試彈性空間，  讓用戶可以方便的操作。

就生產線測試而言，大部分的使用者也許不知道如何設定正確的RLC值，但只知道待測物的功率范圍及PF值。在此情形下，定功率模式即為測試  工程師的理想測試模式。在定功率模式下，63800可根據使用者設定的功率范圍及PF值，依內建的算法計算出一組RLC值進行拉載測試。

為避免對待測物造成過應力(overstress)的現象，RLC及CP兩種模式會慢慢增加負載電流直到用戶設定的電流值為止(如圖4所示)。圖3所示為實  際線路所拉載的波形，RLC拉載模式可減少使用傳統定電流模式對電壓造成的過應力現象，如圖5所示拉載電壓瞬間掉落的波形。

為了仿真浪涌電流，63800系列擁有浪涌電流模式，讓用戶可設定不同的浪涌電流的起始角度，如此使用者可節省下許多在量測浪涌電流時所需花費的時間。

直流負載仿真

63800 直流負載仿真包括四種負載模式 : 定電流、定電阻、定電壓及定功率模式，如下所述。

定電流、定電阻及定功率模式可使用于電源供應器測試。就電池充電器而言，定電壓模式可用來幫助檢查其電流調整。一些UPS所設計的第一級A/D，其輸出的直流電流波形為饅頭波形，為了模擬此種波形，63800系列提供了直流整流性負載模式來仿真此電流波形，因此，63800系列的直  流整流性負載模式可用來測試UPS的第一級A/D。此直流整流性負載模式，讓63800成為UPS、燃料電池、PV模塊/數組及電池測試的理想負載。

多樣的量測功能

63800系列交/直流電子負載具內建16位精準量測電路以量測穩態及瞬時響應，量測項目共有:  電壓均方根值(Vrms)、電流均方根值(Arms)、實功率(P)、視在功率(S)、虛功率(Q)、峰值因素(CF)、功率因素(PF)、電壓總諧波失真率(THDv) 及正負峰值電流(±Ipeak)。除這些量測值外，還有兩個模擬輸出，電壓及電流，方便用戶透過示波器提供監控電壓及電流波形。

時間量測

時間量測對許多產品來說是相當重要的，產品如UPS、斷路器及保險絲等。63800系列交/直流負載也提供了時間量測功能以測量保險絲  及斷路器的跳脫時間或Off-line UPS的轉換時間(Transfer time)。

自動帶寬調整 (ABA)

傳統的交流電子負載僅能操作于固定的拉載帶寬之下。若此電子負載屬于低帶寬特性，在仿真高峰值因素的負載時將會有所限制。反之，屬于高帶寬特性的，若待測物的輸出阻抗高時，則會影響電流拉載的穩定度，甚至震蕩。為解決此問題，63800系列交/直流負載可藉由自動偵  測待測物的輸出阻抗(注1)，動態調整其操作帶寬，以減低系統不穩定的問題。

下圖為量測UPS的電壓及電流波形比較圖，分別為使用傳統的固定帶寬(@15kHz)負載量測及擁有自動帶寬調整的63800系列電子負載量測，由圖中可觀察到此波形的顯著差異。

當待測物有較大的輸出阻抗時，如發電機，若無自動帶寬調整功能時，電流波形會較不穩定，如圖8所示。大部分的情況下，負載電流會產生震蕩并影響測試結果的準確性。

并聯/三相控制

63800系列提供多臺并聯、三相與并聯三相的功能，讓使 用者能夠進行更大功率或三相交流電源的測試應用。其 中，63800系列的各個不同型號的負載也可互相做并聯或 三相的搭配，這樣可以更靈活、更彈性的使用63800系列 交流電子負載，以節省成本。在并聯/三相的操作上，使 用者可如同操作單機一般，只要對其中一臺Master (A1)進行操作即可，其余二臺 (B1 & C1)會進行該相的量測。并聯/三相的接法，如圖10、11、12所示。

自動功率因素修正

可設定功率因素為63800的主要特點之一。功率因素定義如下 :

PF是根據實時的電壓、電流計算而得，如上式所示。傳統的交流電子負載在設計時，會事先假設電壓波形為正弦波，如圖13所示，但實際上并非如此，因為電壓波形會因負載的加載而導致失真，如圖14所示。若功率因素是根據正弦波的電壓來控制，則會導致功率因素低于使用者的設定值，如此一來，待測物的電壓則會有過應力的現象發生。

63800系列交流負載會隨時監控功率因素的讀值，并使用此讀值來動態調整負載波形。因此，功率因素的設定會相當準確，亦不會讓待測物有過應力的現象發生。

面板說明