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在先進工程領域中,某些測試應用所提出的要求遠超常規標準——連續輸出電流達到數萬安培。產業研究指出,對於超導磁體勵磁、大規模電化學製程驗證以及新能源車驅動系統的可靠性測試,「傳統電力系統根本無法勝任這些測試任務。」其核心原因在於:若無法在規定的時間窗口內建立所需的電流,測試條件本身就會失效,而不僅僅是效率降低的問題。
這一洞察揭示了高電流測試的根本挑戰:需求的上限並非由標準參數定義,而是由待測裝置的物理機制決定。對於超導線圈磁場測試,只有在規定時間內將勵磁電流從零提升至目標值,才能建立有效的超導狀態。同樣地,氫電解系統的電流密度直接決定了實驗數據的有效性。此類應用要求超越單機限制的能力,並依賴系統層級的電流擴展方案。
業界觀點:高電流系統的真正困難之處不在於單純放大數值,而是在實際運作條件下提供一套穩定、可控且安全的系統解決方案。
以下應用領域具有共同特徵:低電壓、高電流與長時間穩定輸出,代表了大電流電源系統的核心市場:
高電流系統並非僅是多個標準電源的簡單疊加;它們涉及一系列系統層級的工程挑戰。業界實務顯示,以下五個維度對於決定系統是否能可靠部署至關重要:
| 挑戰維度 | 具體問題 | FTG 系列 對應設計 |
|---|---|---|
| 匯流排電壓降控制 | 在低電壓、大電流條件下,匯流排電阻壓降不可忽略且會影響輸出精度。 | 16位元高解析度A/D擷取,電壓量測精度0.05% F.S.;具備遠端電壓感測介面,用於外部補償。 |
| 並聯均流 | 當多個單元並聯時,輸出電流不均可能導致部分單元過載或欠載。 | 主從式並聯自動均流:從機自動跟隨主機,各從機獨立分擔電流,總電流顯示於主機。 |
| 感性負載暫態 | 在減速或步進變化期間,感性負載會產生反向能量,可能導致過壓損壞。 | CV/CC 優先輸出模式以抑制過衝;可選能量吸收器以吸收反向感性能量。 |
| 長期穩定性 | 長時間製程需要連續數小時或更長時間的持續滿載輸出。 | 定功率輸出模式維持設定功率;序列功能支援複雜的長時間波形程式設計。 |
| 異常狀況保護 | 在多機並聯系統中,任何異常單元必須迅速隔離,且不影響整體輸出。 | 多重保護:OVP、OCP、OPP、UCP、UVP、OTP 及反向保護;緊急停止控制輸入介面。 |
上述挑戰的核心在於,擴展現有規格僅僅是起點;系統部署過程中的可控性、一致性與安全性,才是客戶真正需要的實際交付能力。
FaithTech FTG 系列高功率可程式直流電源供應器專為需要寬廣電壓涵蓋範圍、大電流輸出及靈活系統擴充的應用而設計。憑藉寬範圍參數規格與內建主從並聯功能,FTG 系列可滿足從中功率到超大電流系統的各種測試需求,適用於單機或多機組合配置。
FTG 系列核心規格
| 參數 | 規格範圍 |
|---|---|
| 輸出電壓 | 0 – 1500 V |
| 單機最大電流 | 0 – 20,000 A |
| 輸出功率 | 4 – 600 kW |
| 並聯單元數量 | 最多 10 個單元主從並聯 |
| 系統最大電流(10 台) | 最高達 200,000 A(視機型配置而定) |
| A/D解析度 | 16位元高解析度 |
| 電壓量測精度 | 0.05% F.S. |
| 電流量測精度 | 0.1% + 0.1% F.S. |
| 通訊介面 | 多介面,支援 SCPI 與 Modbus 雙協議 |
FTG 系列具備內建主從並聯功能,支援最多 10 台同型號電源供應器進行並聯運作。並聯系統的運作原理如下:
以最大電流機型為例,FTG Series 並聯擴充後的系統輸出能力如下表所示:
| 並聯單元數量 | 系統最大電流(範例) | 典型應用場景 |
|---|---|---|
| 1 單元(單一) | 20,000 A | 中型電解製程、汽車電子大電流測試 |
| 2台並聯 | 40,000 A | 大型SOFC電池堆測試,連接器批次溫升驗證 |
| 3 台並聯 | 60,000 A | 超導線圈磁場勵磁,工業電鍍主電路 |
| 5台並聯 | 100,000 A | 大型氫電解槽系統測試、軌道交通主電路模擬 |
| 10台並聯 | 200,000 A | 超大型超導設備驗證、特殊冶金製程電源 |
例如,將3台FTG系列電源(每台20,000 A)並聯運行,系統總輸出電流可達60,000 A,完全涵蓋需要連續電流超過50,000 A的測試條件(如超導系統磁場勵磁),同時在主從架構下確保均流一致性與系統穩定輸出。
需要注意的是,並聯系統的實際輸出能力取決於所選型號的電壓/電流規格、匯流排截面積以及連接方式。在系統部署之前,建議向 FaithTech 技術團隊諮詢匯流排壓降補償事宜,以確保準確度規格在系統層級符合測試標準。
除了並聯電流擴展外,FTG 系列整合了一套完整的功能模組,適用於工業測試與研究應用,在同等額定電流的產品中提供超乎預期的測試靈活性:
內建16位元高解析度A/D轉換器,電壓量測精度0.05% F.S.,電流量測精度0.1% + 0.1% F.S.。前面板可同時顯示電壓、電流及功率。電壓與電流的類比監控輸出埠允許使用者透過示波器觀察即時輸出波形,適用於動態響應分析與製程記錄。
使用者可設定目標輸出功率以及電壓/電流限制;電源供應器會自動協調輸出電壓與電流調節,使輸出功率維持在設定值。可調整的響應速度能適應具不同轉換率的負載,特別適用於電化學製程對功率穩定性的嚴格要求。
支援編程複雜的電壓/電流波形:提供10個序列檔案,每個最多100個步驟,支援迴圈與級聯呼叫,可實現半正弦、梯形、步階等任意自訂波形,滿足標準化測試協定的波形重複性要求。
針對開機時感性或容性負載所引起的電流/電壓過衝,FTG 系列提供 CV 優先(快速建立電壓,抑制電流過衝)與 CC 優先(快速建立電流,抑制電壓過衝)模式,能有效保護待測物,並避免因暫態過衝而觸發保護機制或造成損壞。
電源供應器會根據預設的內阻值,在輸出電流增加時自動降低輸出電壓,精確模擬真實電池的內阻特性——適用於 BMS 測試、電池包充放電模擬及其他應用場景。
標準配備 Faith Power 演示平台,支援太陽能變流器測試的基本 PV 模擬;選配的 Faith Solar PV Matrix 模擬軟體支援包含 EN50530、Sandia 等在內的 5 種主流測試標準,可模擬串聯/並聯模組參數變化、雲層遮蔽條件,滿足完整的 MPPT 靜態與動態性能測試需求。
在減速期間,馬達及其他電感性負載會將能量回饋至電源,導致匯流排過電壓。FTG 系列提供選配的並聯能量吸收器,可在測試期間吸收反向能量,防止過電壓損壞,同時縮短煞車距離並提升系統動態性能。建議吸收器功率超過電源功率的 20%,且可將多個吸收器並聯以進行擴充。
標配多種通訊介面,同時支援 SCPI 與 Modbus 協定;可靈活整合至自動化測試系統(ATS)。使用者透過選單設定介面參數,無需額外的硬體適配,大幅降低系統整合成本。
包含虛擬儀器 PC 軟體,支援即時測試資料擷取、曲線生成、資料匯出與測試報告列印,滿足實驗室與工程現場的資料管理需求。
目前市場上的高電流系統解決方案通常以預配置機架形式交付,使得使用者難以在現有硬體基礎上擴展電流規格或變更應用場景。FTG 系列採用了不同的設計理念:
來自超導勵磁、氫氣電解和新能源驅動系統等前沿應用對大電流測試系統的需求,已不再是小眾場景,而是正成為產業測試能力的主流組成部分。 此需求的核心不僅在於電流大小,還在於系統能否提供穩定輸出、並聯均流、完整保護,以及與自動化測試平台的順暢整合。
FaithTech FTG 系列可程式化直流電源供應器透過其內建的主從並聯架構,將單機 20,000 A 的能力無縫擴展至系統級的 200,000 A,同時在量測精度、功能豐富度與通訊介面標準化方面提供完整的工程支援。
如需詳細的 FTG 系列型號規格、並聯系統方案指南,或申請產品演示,請造訪 FaithTech 官方產品頁面或聯絡我們的技術支援團隊。