突破性功率测量工具,为新时代电气化创新赋能

日期:2024-11-13



在日前的亚太地区产品在线发布会上,泰克公司隆重推出了两款突破性新产品:TICP IsoVu™射频(RF)隔离电流探头和PSB 20000三通道可编程双向直流电源。这两款产品的推出,旨在助力对功率容量和效率有更高要求的行业,促进行业创新,不仅展示了泰克在电力测量领域的深厚实力,也体现了其对未来电力需求的深刻洞察。

新时代的电力挑战与机遇
今天,我们已经步入了一个全新的技术时代,人工智能(AI)、高性能计算和可再生能源等技术正在以前所未有的速度推动创新,并深刻影响着电子设备的未来发展。这些技术使得设备变得更加强大、智能和互联,同时也引领着“万物电气化”的演变趋势。然而,这种演变也带来了全球电力消耗的大幅上升,预计到2050年,电力需求可能会翻一番甚至三倍,工业对于电力的需求首当其冲。



泰克全球中端及基础示波器产品线总经理Daryl Ellis指出,在当今快速发展的科技与经济环境中,电力行业正经历着前所未有的变革,其背后由多个关键市场驱动因素共同推动:
数据中心和服务器电源完整性的需求日益增加,成为确保数字时代业务连续性和数据安全的重要基石;直流供电系统在自动化工厂中的广泛应用,不仅提升了生产效率,还降低了能耗和维护成本;电网稳定性和可靠性的提升则通过智能化技术的应用,确保电力传输和分配的高效与安全;有效的电源管理策略,结合先进的能源管理系统,实现了电力资源的优化配置,促进了绿色低碳发展。
此外,高效的电机驱动器和逆变器技术创新进一步提高了电子设备的能效和可靠性;可再生能源的使用和储存技术的突破,为能源结构的优化和转型提供了有力支撑;而电动汽车电池质量的不断提升,则推动了新能源汽车产业的快速发展。这些市场驱动因素相互交织,共同塑造着电力行业的未来,引领着电力行业向更加安全、高效、绿色、智能的方向发展。
Daryl Ellis说:“为了满足这一不断增长的电力需求,我们必须在能源生产、效率和可扩展性方面取得重大进展。特别是在电源创新方面,我们需要开创性的解决方案,特别是那些能够利用可再生能源和智能优化技术的创新。”
在他看来,在当今技术快速迭代的背景下,对新能力的需求日益迫切,具体包括:实现设备测试点的便捷访问;采用侵入性更小的连接方式;推低范围并推高极限;拓宽带宽频率覆盖以增强性能,以及强化隔离措施以确保操作安全。



同时,针对不同应用场景,为顺应宽带和电流范围呈现出多样化需求的趋势,低带宽、低电流领域追求50-100MHz带宽范围内的低噪声表现与连接灵活性;而高带宽、高电流领域则要求达到100MHz至1GHz带宽,有效管理共模噪声,并严格确保操作安全性。



TICP系列IsoVu™刷新探头定义
作为电力测量领域的佼佼者,泰克不断推陈出新,旨在加速那些需要更大功率容量和效率的行业创新。Daryl Ellis回顾了公司的持续创新之路,他说,从2017年的Gen1 IsoVu™电压探头,到2020年的第二代IsoVu™电压探头,再到如今的Gen3 IsoVu™隔离电流测量探头,泰克始终走在行业前列,不断引领技术创新。



他介绍说,全新TICP IsoVu™隔离电流探头是世界首款利用射频隔离技术的产品电源系统探头,采用了行业领先的射频隔离技术。与市场上现有的探头或替代分流测量技术相比,这款探头可完整隔离测量系统和被测设备之间的电流,在高压应用中进行高带宽、低噪声电流测量。它不仅具有高达1GHz的带宽,还实现了完全的射频隔离,安全等级高达1000V CAT II。此外,其微秒级微安测量能力,使得在低带宽、低电流环境下也能精准捕捉瞬态和快速变化的电流。这意味着,工程师用该款探头连接示波器即可在纳秒内捕获准确的测量值。同时,1X衰减和500Ω输入阻抗设计,减少了噪声的产生,而灵活的探头尖端则几乎可以在任何环境中进行连接。



作为行业首创产品,TICP IsoVu™具有宽动态范围(0.5V至50V),通过采用MMCX连接器确保高信号保真度,同时在1MHz时具有高达90dB的共模抑制比(CMRR)。此外,TICP IsoVu™还提供了250MHz、500MHz、1GHz等多种带宽选择,全带宽下的噪声均低于150uVrms。
我们来看看TICP 系列 IsoVu™ 隔离分流器探头究竟有哪些特点和优势,为什么能够准确测量动态电流。
Daryl Ellis介绍说,TICP 系列 IsoVu™ 隔离电流探头是专为测量分流器两端电压设计的精密工具。它与精密分流电阻器或电流监测电阻器结合使用,能够提供出色的带宽和噪声抑制能力,确保测量结果的准确性和便捷性,适用于测量低压和高压系统中快速变化的电流,测量高度准确,安全可靠。
关于隔离方式,他解释说,该探头采用电气隔离方式,有效消除了接地环路问题,从而实现了非常高的CMRR。在直流时,其CMRR可达140dB,而在1MHz时仍能保持90dB的高水平。此外,该探头提供了1GHz、500MHz和250MHz三种带宽选择,以满足不同应用场景的需求。其±1kV的共模电压范围,使之特别适用于高压电源转换器的测量。
TICP IsoVu™ 探头在电流测量方面也表现出色,其测量范围广泛,具体取决于所选用的分流器。在1X配置中,该探头在50Ω输入下的噪声极低,小于4.7nV / √Hz(在1GHz时,噪声小于150μV),能够确保在高频率下的测量精度。
该探头兼容4、5和6系列MSO示波器,包括最新的B型号和5系列紧凑型MSO示波器,为用户提供了灵活的选择。TekVPI™ 接口支持从示波器前面板或编程接口进行控制和探头配置,使用更加便捷。
TICP系列IsoVu™ 探头的主要应用领域包括:
·高带宽高边和低边漏极电流测量:特别适用于半桥/全桥功率转换器,尤其是那些使用碳化硅(SiC)或氮化镓(GaN)场效应晶体管(FET)或绝缘栅双极晶体管(IGBT)的转换器。这些器件具有快速上升时间特性,需要进行高带宽的电流测量。
·处理器系统电源轨电流测量:在特定系统活动、瞬态以及从睡眠状态到工作状态的转换过程中,该探头能够实现对处理器系统电源轨的低噪声、高CMRR电流测量。
·常规分流器测量:该探头也适用于常规的分流器测量,特别是浮动串联分流电阻器的测量。
Daryl Ellis在演示时说,TICP 系列 IsoVu™ 探头的标准配件包括:带MMCX连接器的1X和10X探头尖端电缆、SMA尖端适配器、钳式铁氧体共模电感器、探头双脚架、适用于¼ in-20 UNC螺纹配件的三脚架适配器,以及可将MMCX连接器转换为0.100英寸间距的0.025英寸标准方形引脚探头尖端适配器。此外还包括带定制泡沫垫的软便携箱及1年标准保修。可选配件则包括带MMCX连接器的100X探头尖端电缆,以满足更高精度的测量需求。



他自豪地表示:“TICP系列IsoVu™ 隔离分流器探头以其卓越的性能、灵活的配置和广泛的应用领域。其宽测量范围意味着现在覆盖了之前无法测量的高压环境,从快速开关的 SiC 和 GaN 电源转换器,到移动设备电池性能测试等低功耗应用,所有这些只用一个探头即可完成,而且非常准确、可靠。”

三通道双向电源开创电源革命先河
今年初,泰克收购欧洲领先的电源和电子负载制造商EA Elektro-Automatik,进一步增强了其产品阵容,巩固了其作为高功率测试解决方案领域领导者的地位。EA Elektro-Automatik副总裁兼总经理James Hitchcock介绍并演示了新推出的EA-PSB 20000 Triple这款革命性的产品。
他表示,EA-PSB 20000 Triple系列电源是可编程电源的全面创新。该产品是具有能量回收功能的三通道双向电源和电子负载产品,也是当前市场上极致紧凑的三通道双向直流电源,提供更高的测试覆盖率、密度和容量,能够对复杂系统中的组件进行高密度并行测试。



他指出:“市场需要新的电源,新市场带来了电气测试测量领域的新需求,而现有市场则呼唤更高的电力供应、效率提升以及操作简便性。在此背景下,我们深感有责任预测并精准满足客户的多元化需求。”
作为业界首款三通道双向电源,EA-PSB 20000 Triple的问世标志着电源技术的又一次飞跃。这款电源不仅提供了更高的测试能力、效率和密度,还显著提升了测试覆盖率,确保了未来技术的可行性,并为用户提供了即插即用的解决方案。
James Hitchcock介绍道,在电压、电流和再生效率方面,每个型号均配备了三个独立通道,单通道功率高达10kW,支持高达高达920V的电压和高达340A的电流,整机功率更是达到了惊人的30kW。此外,其并联电流能力更强,能量回收效率高达96%,进一步彰显了其卓越的性能。
该系列电源允许客户将多个测试设置集成于一体,从而降低成本,减少设备需求,缩短测试时间。该电源还具有自动量程功能,可自动调整电压或电流范围,在宽测量范围内提供全功率,允许通过一个装置处理各种电压和电流组合。



为了满足不同客户的需求,EA-PSB 20000 Triple提供了三种功率等级的选择。其中,3U机型支持3×5kW的功率输出,电压范围60-920V,电流范围20-170A,并具备宽范围输入能力;3U-208V机型则是专为美国208V电压环境设计的3×5kW版本;而4U+机型则可选配水冷系统,支持3×10kW的功率输出,电压范围60-920V,电流范围40-340A,同样具备宽范围输入能力。



关于EA-PSB 20000 Triple在汽车测试领域的应用,James Hitchcock表示,EA-PSB 20000 Triple凭借其完全独立和隔离的输出特性,支持使用单个设备进行多通道测试,大大提高了测试效率。每个通道高达340A的高电流输出和密集的通道布局(每4U设备配备3×340A通道),有效减少了机架和占地面积。同时,其能源再生功能显著降低了能源和空调成本。此外,该电源还配备了高度灵活的通信接口,如Gbit以太网、CAN FD或EtherCAT等,便于系统集成。高可靠性设计则有效减少了停机时间,确保了测试的连续性和稳定性。他补充说,EA-PSB 20000 Triple同样适用于光伏系统测试领域。



James Hitchcock总结道:“EA-PSB 20000 Triple 能够以单一紧凑装置提供更高的功率密度和测试容量,是每个工程师必不可少的工具,帮助工程师快速满足多种测试需求,加速汽车和可再生能源等快速发展行业的创新。在未来几年内,该产品能够以更高的效率为客户提供更大功率。”

写在最后
泰克作为测试测量技术的领航者,通过推出TICP IsoVu™隔离电流探头和EA-PSB 20000电源系统,为电源技术带来了革命性变革。这些创新产品不仅为科研人员和工程师提供了强大工具,也为全球电子产业的创新发展注入了新活力。
泰克持续树立新标准,应对宽禁带半导体等挑战,通过创新产品和收购举措,不断巩固其在高功率测试解决方案领域的领导者地位。未来,泰克将继续推动电力创新,为工程师提供所需工具,助力他们在复杂电气环境中实现技术突破,迈向更加高效、智能、绿色的未来。

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