4-Quadranten-Netzgeräte Bis zu 320 Watt Quellen- und Senkenleistung von DC bis 100 kHz

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

Toellner hat die 4-Quadranten-Netzgeräte der Serie TOE 7621 vorgestellt, die sich sowohl als Strom- und Spannungsquelle wie auch als Senke eignen.

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TOE 7621 ist ein Vier-Quadranten-Netzgerät mit sehr hoher Anstiegsgeschwindigkeit und hoher Quellen- und Senkenleistung
TOE 7621 ist ein Vier-Quadranten-Netzgerät mit sehr hoher Anstiegsgeschwindigkeit und hoher Quellen- und Senkenleistung
(Bild: Toellner)

Die 4-Quadranten-Netzgeräte der Serie TOE 7621 von Toellner bieten eine Quellen- und Senkenleistung von bis zu 320 W. Im Großsignalbetrieb können Signale von DC bis zu 100 kHz erzeugt werden, im Kleinsignalbetrieb sogar bis zu 400 kHz. Die Geräte sind in der Lage sowohl positive als auch negative Spannungen zu erzeugen und ebenso auch positive und negative Ströme zu liefern und aufzunehmen. Darüber hinaus können die 4-Quadranten-Netzgeräte der Serie TOE 7621 bei beiden Polaritäten die Leistung aufnehmen, die der abgegebenen Leistung entspricht. Damit handelt es sich bei den 4-Quadranten-Netzgeräten der Serie TOE 7621 um bipolare Spannungs- und Stromquellen sowie Stromsenken in einem Gerät, wobei auch der Einsatz als bipolarer Leistungsverstärker möglich ist.

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Labor-Netzgeräte sind meist reine Stromversorgungen und geben als solche ausschließlich bei Spannungen einer Polarität Leistung ab, d. h. sie arbeiten nur in einem Quadranten des Spannungs-/Strom-Diagramms. Übliche Verstärker liefern zwar Spannungen beider Polaritäten, können aber im Allgemeinen keine ihrer abgegebenen Leistung entsprechende Leistung als Senke aufnehmen. Sie arbeiten daher hauptsächlich als 2-Quadranten-Geräte.

4-Quadranten-Netzgeräte können mehr

4-Quadranten-Betrieb
4-Quadranten-Betrieb
(Bild: Toellner)
Die 4-Quadranten-Netzgeräte der Serie TOE 7621 können dagegen bei beiden Polaritäten Leistungen aufnehmen, die den abgebbaren Leistungen entsprechen. Ein 4-Quadranten-Netzgerät der Serie TOE 7621 ist damit bipolare Spannungs- und Stromquelle sowie Stromsenke in einem Gerät und kann eine Kombination aus Einzelkomponenten ersetzen. Darüber hinaus können die Geräte der Serie TOE 7621 auch als leistungsfähige bipolare Verstärker eingesetzt werden.

Besondere Merkmale:

  • 320 W Quellen- und Senkenleistung,
  • Leistungserweiterung durch Parallelbetrieb,
  • Kurzlaststrom 3 x INenn (optional),
  • analoger Steuereingang 0 bis 5 V bzw. 0 bis 10 V,
  • Anstiegs-/ Abfallzeit <2,5 im CV-Modus,
  • Fühlerleitungen (Sensing),
  • Ausgang frontseitig und rückseitig,
  • 19“-Breite, 3, HE,
  • optimal geeignet zur Störfestigkeitsprüfung von Komponenten gegen Bordnetzwelligkeit.

Wählbarer Eingangsspannungsbereich

Durch den einstellbaren Eingangsspannungsbereich kann zwischen einer ±5 bzw. ±10 V Eingangsspannung für Vollaussteuerung umgeschaltet werden. Somit sind keine weiteren externen Steuerspannungsanpassungen erforderlich.

Spannungs- und Strombetrieb

Um das 4-Quadranten-Netzgerät als Konstant-Spannungsquelle zu betreiben, ist der Modus „CV“ zu wählen. Um das 4-Quadranten-Netzgerät als Konstant-Stromquelle zu betreiben, ist der Modus „CC“ zu wählen.

Einstellbare Bandbreite

Im CV-Modus lässt sich eine Übertragungs-Bandbreite von: 100 kHz, 10 kHz, 1 kHz und 100 Hz vorwählen. Im CC-Modus betragen die einstellbaren Eckfrequenzen: 10 kHz, 1 kHz und 100 Hz.

Variable Verstärkung

Der Variationsbereich beträgt ca. ±10% der Nennverstärkung; jeweils im CV- ´

UNenn) bzw. ein Grundstrom (bis zu ±INenn) direkt voreinstellen. Diese Funktion eignet sich vor allem dazu, einer konstanten Spannung oder einem konstanten Strom ein extern generiertes Störspannungssignal (z.B. eines Funktionsgenerators) zu überlagern. Damit lassen sich optimal die Welligkeit auf einem KFZ-Bordnetz simulieren oder Lade- und Entladevorgänge bei Akkus realisieren.

Einstellbarer Ausgangswiderstand

Der Innenwiderstand des Leistungsausgangs ist im CV-Modus einstellbar im Bereich von (0 … 0,5) x (UNenn:INenn).

Kurzlaststrom

Sämtliche 4-Quadranten-Netzgeräte der Serie: TOE 7621 können mit der Option TOE 7620/113 ausgerüstet werden. Sie sind dann in der Lage, kurzzeitig den 3-fachen Nennstrom zu liefern. Die Aktivierung dieser Option wird über einen rückseitig angebrachten Schalter vorgenommen.

Maximale Senkenleistung

Um die maximale Senkenleistung zu gewährleisten, ist die Funktion „MAX SINK POWER“ zu aktivieren. Der Arbeitsbereich dieser Funktion reicht von DC bis zu 1 kHz.

Sicherheitsfunktionen

OVP (Over Voltage Protection): Einstellbar von 0 V bis ±1,02 VNenn,

OCP (Over Current Protection): Einstellbar von 0 A bis ±1,02 INenn.

Die Limit-Funktionen können im CV-Modus und im CC-Modus jeweils im positiven und im negativen Bereich separat eingestellt werden.

OTP (Over Temperature Protection)

Ein Thermoschalter schaltet das Gerät bei Erreichen einer bestimmten Übertemperatur ab. Dabei wird über ein Leistungsrelais der Ausgangsstromkreis unterbrochen.

Fühlerleitungen (Sensing)

Eine präzise Sensing-Schaltung hält nicht nur die Versorgungsspannung an Ihrem Verbraucher äußerst konstant, sie schützt auch empfi ndliche Verbraucher selbst bei Unterbrechung einer Fühlerleitung. Die Sensing-Eingänge stehen rückseitig zur Verfügung und können frontseitig über eine Bedientaste aktiviert werden. Der ausregelbare Spannungsabfall beträgt ca. 0,5 V pro Leitung.

Interlock/Inhibit

Wahlweise kann über einen rückseitig angebrachten Umschalter zwischen den Funktionen Interlock und Inhibit ausgewählt werden. Der zugehörige Steuereingang befindet sich ebenfalls rückseitig.

Monitorausgang für Spannung und Strom

Die jeweilige Monitorspannung beträgt:

0 … ±5 V für 0 … ± VNenn

bzw: 0 … ±5 V für 0 … ± INenn

Output ON/OFF

Ein komfortables Ausstattungsdetail ist die Ausgangsabschaltung, welche in der Position „Output OFF“ ein sofortiges Herunterfahren von Spannung und Strom bewirkt. Der Ausgangs-Signalweg wird dabei galvanisch unterbrochen!

Parallelbetrieb

Bis zu 3 gleichartige Geräte TOE 7621 können jeweils zur Leistungserhöhung parallel geschaltet werden. Ein Parallelschaltsatz ist optional erhältlich.

Brückenschaltung

Zwei gleichartige Geräte TOE 7621 können in Brückenschaltung betrieben werden. Die jeweiligen Ein- und Ausgänge befi nden sich rückseitig. Ein Schaltungssatz für Brückenschaltung ist optional erhältlich.

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