双向直流电源在电源模块老化测试中的使用越来越多,很多电源厂、充电桩模块厂、通信电源厂在替换电阻箱和电子负载的时候都会问同一个问题:双向直流电源能不能做电源老化试验。答案是可以做,而且在大功率、长时间、批量老化的场合用得比较普遍,前提是设备的电压、电流、功率、回馈方式与被测电源模块匹配。
双向直流电源做老化试验的工作方式
双向直流电源内部由 AC/DC 变换和 DC/DC 变换两部分组成,功率器件和磁性器件按照能量双向流动来设计。被测电源模块输出直流电,双向直流电源在直流侧吸收这部分电能,经过内部变换后在交流侧回馈到电网,供给同一配电区域内的其他用电设备。
被测电源模块在老化过程中处于额定输出或者过载输出状态,输出电流由双向直流电源的拉载能力决定。双向直流电源在直流侧可以工作在恒流、恒压、恒功率、恒阻几种模式下,用来模拟电阻负载、电子负载或者电池充放电的负载特性。老化台上的模块数量增加时,可以通过多台双向直流电源并机来扩展功率和电流。
和把电能全部变成热量的电阻箱相比,双向直流电源把电能回馈到电网,机柜内部温升低,老化房的空调负荷小,整条老化线的用电量下降。在几百千瓦以上的老化车间里,这种差别在电费上体现得比较直接。
双向直流电源做电源老化试验需要满足的条件
| 条件 | 说明 |
|---|---|
| 电压范围 | 直流侧电压上限高于被测模块的最高输出电压,下限低于模块的最低输出电压 |
| 电流范围 | 直流侧电流大于老化要求的最大拉载电流,并留出过载测试的余量 |
| 功率等级 | 单台功率覆盖被测模块额定功率,大功率模块采用多台并机 |
| 工作模式 | 具备恒流、恒压、恒功率、恒阻模式,能够模拟不一样的负载特性 |
| 回馈方式 | 交流侧并网回馈,回馈效率和电流谐波含量在厂区配电允许范围内 |
| 保护功能 | 过压、过流、过温、反接、孤岛保护齐全 |
| 控制接口 | 支持上位机通讯,能够记录老化过程的电压、电流、功率曲线 |
电源模块老化测试方案的组成部分
- 双向直流电源:作为被测模块的直流负载,完成能量回馈。
- 被测电源模块:放置在老化架上,按工位接入直流母线。
- 交流配电柜:为被测模块供电,同时接收双向直流电源回馈的电能。
- 上位机与软件:设置老化曲线,采集电压、电流、功率、温度数据。
- 数据采集单元:记录每台模块的老化时间、异常次数、参数漂移。
- 老化房与温控系统:维持环境温度,配合高温老化工艺。
- 保护与报警回路:出现异常时切断对应工位,不其他工位运行。
老化测试项目与参数设置
| 测试项目 | 加载方式 | 记录参数 | 运行时长 |
|---|---|---|---|
| 常温满载老化 | 恒流拉载至额定输出 | 输出电压、电流、功率 | 4 至 8 小时 |
| 高温满载老化 | 恒流拉载,老化房升温 | 输出参数、壳温、环境温度 | 8 至 24 小时 |
| 过载老化 | 恒功率拉载至 110% 额定 | 输出电流、效率、温升 | 1 至 2 小时 |
| 低压满载老化 | 恒流拉载,输入电压调至下限 | 输入电流、输出稳定性 | 2 至 4 小时 |
| 高压满载老化 | 恒流拉载,输入电压调至上限 | 输入电流、输出纹波 | 2 至 4 小时 |
| 循环老化 | 恒流与恒阻交替切换 | 切换次数、参数漂移 | 按工艺设定 |
三种负载方式的对比
| 对比项 | 电阻负载 | 电子负载 | 双向直流电源 |
|---|---|---|---|
| 电能去向 | 全部转为热量 | 全部转为热量 | 回馈交流电网 |
| 能耗水平 | 高 | 高 | 低,可回收大部分电能 |
| 负载调节 | 靠切换电阻档位 | 连续可调 | 连续可调,模式多 |
| 机柜温升 | 高 | 高 | 低 |
| 适用功率 | 中小功率 | 中小功率为主 | 中高功率,可并机扩展 |
| 老化房空调负荷 | 大 | 大 | 小 |
双向直流电源选型中要看的数据
直流侧额定电压与最高电压,决定能覆盖的电源模块输出范围。直流侧额定电流与峰值电流,决定单台设备能拉载的模块数量。单机功率与并机数量,决定老化线的总容量。回馈效率与交流侧功率因数,配电容量和电费核算。直流侧电压纹波与电流纹波,被测模块老化数据的可信度。通讯协议与采样周期,老化曲线的记录精度。设备冷却方式分为风冷和液冷,大功率机型多采用液冷,运行噪声和散热路径不一样的。
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山东运电气有限公司在电源老化测试中的配套
山东运电气有限公司长期从事电源测试设备与老化系统的配套工作,产品覆盖双向直流电源、回馈式电子负载、老化测试柜、上位机老化软件等。在电源模块老化测试项目中,该公司根据被测模块的电压等级、功率等级、工位数量、老化工艺,提供从单台双向直流电源到整条回馈式老化线的配置方案,并承担现场调试、通讯对接、老化曲线设置等工作。设备投入运行后,公司提供参数调整、故障排查、备件供应等后续服务。
关于双向直流电源以及整套老化测试设备的价格,不一样的功率等级、不一样的电压电流范围的机型差别较大,具体报价请查看网页上方的联系电话进行沟通,由技术人员根据实际测试需求核算。
老化现场的接线与运行要点
直流母线的截面积按最大拉载电流选取,接头处做好紧固和测温。多台双向直流电源并机时,各台的通讯地址、均流参数、保护阈值保持一致。被测模块与直流母线之间设置独立的断路器和熔断器,单个工位故障时不整条母线。回馈侧接入厂区配电前,核对变压器容量、谐波治理装置和无功补偿装置的配置情况。
老化过程中上位机按设定周期记录每台模块的输出电压、电流、功率、效率,出现参数超出限值时自动标记工位并保存数据。老化结束后导出报表,作为模块出厂前的测试记录。
常见问题
双向直流电源能替代电子负载做老化吗。在功率较大、运行时间较长的老化场合可以替代,小功率、需要快速动态响应的测试场合,电子负载和双向直流电源各有使用位置。
双向直流电源做老化会不会厂区电网。设备在交流侧配有滤波和功率因数校正电路,接入前核算配电容量和谐波含量,符合厂区用电条件即可并网运行。
一台双向直流电源能带多少台电源模块。按模块的额定输出功率之和不超过设备额定功率的八成来配置,同时核对直流侧电压窗口是否覆盖模块的输出范围。

老化测试中的电能回馈比例是多少。回馈效率随负载率和机型变化,一般在九成左右,剩余部分以热量形式散失,需要配套通风或者空调。
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