Automatischer Quellen-/Senkenbetrieb
Die N35500 wechselt abhängig vom Arbeitspunkt automatisch zwischen DC-Quelle und regenerativer Senke. Kontinuierliche Übergänge reduzieren Spannungsspitzen beim Wechsel der Energieflussrichtung.
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Die N38300 Serie umfasst programmierbare Hochleistungs-DC-Stromversorgungen für Entwicklung, Labor, Produktion und automatisierte Prüfsysteme. Die verschiedenen Ausführungen ermöglichen eine anwendungsspezifische Auswahl für Komponenten-, Baugruppen- und Systemtests.
Programmierbare Betriebsarten
CV-, CC- und CP-Betrieb für die geregelte Vorgabe von Spannung, Strom oder Leistung.
Automatisierte Prüfabläufe
Sequenz- und Rampenfunktionen unterstützen wiederholbare Testprofile und reproduzierbare Prüfprozesse.
Schnittstellen und Integration
Die verfügbaren Kommunikationsschnittstellen ermöglichen die Fernsteuerung und Einbindung in automatisierte Testsysteme.
Master-Slave-Skalierung
Geräte gleicher Spezifikation können für höhere Leistungsanforderungen gemeinsam betrieben werden.
Technische Ausführung auswählen oder Produktunterlagen direkt aufrufen.
Persönliche Projektberatung
Sie benötigen Unterstützung bei der Auswahl der passenden Stromversorgung? Unsere technischen Ansprechpartner beraten Sie persönlich zu Ihrer Anwendung.
N35500 im Überblick
Die N35500 Serie ist eine bidirektionale, programmierbare DC-Stromversorgung mit integrierter Quellen- und Senkenfunktion. Das Gerät wechselt abhängig von Sollspannung und externer DC-Spannung automatisch zwischen Energieabgabe und Energieaufnahme. Im Senkenbetrieb wird die aufgenommene Leistung nicht ausschließlich in Wärme umgesetzt, sondern in das dreiphasige Versorgungsnetz zurückgespeist.
Die 19-Zoll-Einzelgeräte decken in einem 3-HE-Gehäuse Leistungen von 10 bis 42 kW ab. Angeboten werden Spannungsklassen von 100, 360, 500, 750, 1.000, 1.500 und 2.250 V. Die verfügbaren Strombereiche reichen modellabhängig von ±60 A bis ±900 A. Damit lassen sich sowohl Hochstromanwendungen mit niedriger DC-Spannung als auch Hochvolt-Prüfungen von Wechselrichtern, Energiespeichern und Leistungselektronik abbilden.
Neben dem automatischen Quellen-/Senkenbetrieb stehen separate elektronische Lastbetriebsarten, Sequenz- und Wellenformfunktionen sowie Lade- und Entladeprogramme zur Verfügung. Gleichartige Geräte können über eine optische Verbindung parallel betrieben und zu Systemen im MW-Leistungsbereich skaliert werden.
Zentrale Vorteile
Bis 42 kW im Einzelgerät
Die hohe Leistungsdichte ermöglicht bis zu 42 kW Quellen- und Senkenleistung in einem 19-Zoll-Gehäuse mit 3 HE. Dadurch wird weniger Platz im Prüfstand oder ATE-Schrank benötigt.
100 bis 2.250 V
Mehrere Spannungsklassen decken Hochstrom- und Hochvoltanwendungen ab. Die 100-V-Modelle erreichen bis zu ±900 A, während Hochvoltmodelle bis 2.250 V verfügbar sind.
Schnelles Regelverhalten
Bei den Modellen ab 360 V beträgt die spezifizierte Spannungsanstiegszeit bis zu 5 ms. Die Hochvoltmodelle mit 1.500 und 2.250 V erreichen eine transiente Ausregelzeit von weniger als 500 µs unter den dokumentierten Prüfbedingungen.
Präzise Sollwertvorgabe
Die Spannungs-Programmiergenauigkeit beträgt bis zu 0,02 % + 0,02 % vom Endwert. Für den Strom ist eine Programmiergenauigkeit von bis zu 0,1 % + 0,1 % vom Endwert spezifiziert.
Regenerative Energierückspeisung
Im Senkenbetrieb wird Energie mit einem angegebenen Rückspeisewirkungsgrad von bis zu 95 % in das Netz zurückgeführt. Das reduziert Wärmeentwicklung und Kühlbedarf gegenüber rein dissipativen Lastsystemen.
Funktionsprinzip der bidirektionalen DC-Stromversorgung
Quellenbetrieb
Liegt die eingestellte Spannung über der extern anliegenden Spannung, arbeitet die N35500 als DC-Quelle. Sie stellt dem Prüfling positive DC-Leistung zur Verfügung und regelt den Arbeitspunkt in CV-, CC- oder CP-Betrieb.
Senkenbetrieb
Liegt die eingestellte Spannung unter der Spannung des Prüflings, nimmt das Gerät Strom auf. Die aufgenommene Energie wird über die regenerative Eingangsstufe in das Versorgungsnetz zurückgespeist.
CC- und CV-Priorität
Der Anwender kann die Priorität des Spannungs- oder Stromregelkreises auswählen. Die CV-Priorität unterstützt einen schnellen und gleichmäßigen Spannungsaufbau, beispielsweise bei DC/DC-Wandlern. Die CC-Priorität begrenzt Stromüberschwingen bei niederohmigen Prüflingen, Batterien oder kapazitiven Systemen.
Leistungsbereich und Modellauswahl
Die N35500 verwendet einen weiten Spannungs- und Stromarbeitsbereich. Innerhalb der jeweiligen Leistungsgrenze kann ein Modell deshalb unterschiedliche Arbeitspunkte abdecken. Die Auswahl muss anhand der gleichzeitig benötigten Spannung, des Quellen- und Senkenstroms sowie der Dauerleistung erfolgen.
| Spannungsklasse | 3-HE-Leistungsstufen | Maximaler Strom im 3-HE-Bereich | Verfügbare 3-HE-Modelle |
|---|---|---|---|
| 100 V | 10, 20 und 30 kW | bis ±900 A | N35510-100-300, N35520-100-600, N35530-100-900 |
| 360 V | 14, 22, 32 und 42 kW | bis ±240 A | N35514-360-80, N35522-360-160, N35532-360-240, N35542-360-240 |
| 500 V | 14, 22, 32 und 42 kW | bis ±195 A | N35514-500-65, N35522-500-130, N35532-500-180, N35542-500-195 |
| 750 V | 14, 22, 32 und 42 kW | bis ±195 A | N35514-750-65, N35522-750-130, N35532-750-180, N35542-750-195 |
| 1.000 V | 22, 28, 32 und 42 kW | bis ±80 A | N35522-1000-80, N35528-1000-65, N35532-1000-80, N35542-1000-80 |
| 1.500 V | 22, 32 und 42 kW | bis ±65 A | N35522-1500-60, N35532-1500-60, N35542-1500-65 |
| 2.250 V | 22, 32 und 42 kW | bis ±65 A | N35522-2250-60, N35532-2250-60, N35542-2250-65 |
Hinweis zur Auslegung:
Der maximale Strom steht nicht an jedem Spannungspunkt gleichzeitig mit der maximalen Leistung zur Verfügung. Entscheidend ist die vollständige Arbeitskennlinie des ausgewählten Modells. Für höhere Leistungen sind parallel aufgebaute Systemvarianten verfügbar.
Dynamik und Regelverhalten
Die im Datenblatt angegebenen Dynamikwerte beschreiben Spannungsanstiegszeit, Spannungsabfallzeit und transiente Ausregelzeit. Diese Werte sind nicht mit einer programmierbaren Spannungs- oder Strom-Slew-Rate gleichzusetzen.
| Modellgruppe | Spannungsanstieg 10–90 % | Spannungsabfall 90–10 % | Transiente Ausregelzeit |
|---|---|---|---|
| 100-V-Modelle | ≤10 ms ohne Last, ≤15 ms bei Volllast | ≤30 ms ohne Last, ≤10 ms bei Volllast | <1 ms bei dokumentiertem Lastsprung |
| 360 bis 1.000 V | ≤5 ms ohne Last und bei Volllast | ≤10 ms ohne Last, ≤5 ms bei Volllast | <1 ms bei dokumentiertem Lastsprung |
| 1.500 und 2.250 V | ≤5 ms ohne Last und bei Volllast | ≤10 ms ohne Last, ≤5 ms bei Volllast | <500 µs bei dokumentiertem Lastsprung |
Die transiente Ausregelzeit bezieht sich auf einen Lastwechsel von 10 auf 60 % und die Rückkehr der Ausgangsspannung in ein Toleranzband von 0,75 % der Nennspannung.
Betriebsarten und programmierbare Funktionen
Bidirektionaler V/I-Betrieb
Im automatischen Quellen-/Senkenbetrieb stehen Konstantspannung, Konstantstrom und Konstantleistung zur Verfügung. Der Energiefluss wechselt entsprechend dem elektrischen Arbeitspunkt.
Elektronische Lastmodi
Der separate Lastbetrieb unterstützt CC, CV, CP und CR. Damit lassen sich konstante Ströme, Spannungen, Leistungen oder Widerstandskennlinien nachbilden.
Sequenzbetrieb
Prüfabläufe können mit bis zu 1.000 aufeinanderfolgenden Schritten aufgebaut werden. Spannung, Quellen- und Senkenstrom, Leistung, Verweilzeit und Änderungsraten lassen sich schrittweise definieren.
Laden und Entladen
Lade- und Entladeprogramme unterstützen Abschaltbedingungen für Spannung, Strom, Kapazität und Zeit. Die zugehörige PC-Software ermöglicht wiederholte Lade-/Entladezyklen und speichert Messdaten.
Wellenformfunktionen
Step-, frei definierbare und erweiterte Wellenformfunktionen ermöglichen zeitabhängige Sollwertprofile für reproduzierbare dynamische Prüfungen.
Interner Batteriewiderstand
Der SR-Modus bildet eine Batterie über Leerlaufspannung und programmierbaren Innenwiderstand ab. Die Klemmenspannung verändert sich dabei abhängig vom fließenden Strom.
PV- und Batteriesimulation per Software
Mit der PV-Simulationssoftware NS91000 können I-V- und P-V-Kennlinien sowie statische und dynamische Prüfungen nach Sandia und EN 50530, Wetterprofile und Verschattungsszenarien erzeugt werden. Die Batteriesimulatorsoftware NS81000 stellt sieben Standard-Batteriemodelle sowie zwei Möglichkeiten für benutzerdefinierte Kennlinien bereit. Die Verfügbarkeit der jeweiligen Softwarekonfiguration ist bei der Auslegung zu prüfen.
Typische Anwendungen
Die Kombination aus bidirektionalem Energiefluss, weitem Arbeitsbereich und programmierbaren Prüfprofilen eignet sich für Entwicklung, Validierung, Produktion und automatisierte Systemtests.
Prüflösungen für Automotive und E-Mobility
Bei On-Board-Chargern, DC/DC-Wandlern, Ladetechnik und elektrischen Antrieben versorgt die N35500 den Prüfling oder nimmt rückgespeiste Energie auf. Dynamische Sequenzen bilden wechselnde Betriebszustände nach.
Batterien und Energiespeicher
Batterien, Superkondensatoren und Speichersysteme können geladen und entladen werden. Abschaltkriterien, Zyklusabläufe und regenerative Energieaufnahme unterstützen reproduzierbare Lebensdauer- und Funktionstests.
Prüfsysteme für PV und Netzsimulation
Mit der NS91000 Software bildet die N35500 Solararray-Kennlinien ab und unterstützt statische sowie dynamische MPPT-Prüfungen an PV-Wechselrichtern.
Wechselrichter, USV und Speicherumrichter
Die DC-Seite von Wechselrichtern, USV-Systemen und Energiespeicherumrichtern kann gespeist oder belastet werden. Der bidirektionale Betrieb ermöglicht Prüfungen in mehreren Energieflussrichtungen.
Automatisierte Produktions- und End-of-Line-Tests
Standardisierte Kommunikationsschnittstellen, Sequenzbetrieb und schnelle Sollwertwechsel ermöglichen die Integration in automatisierte Prüfstände und wiederholbare Produktionsprüfungen.
Tests für elektrische Luftfahrt, UAV, Drohnen und eVTOL
Hochvolt-Komponenten, DC/DC-Systeme, elektrische Antriebe und Energiespeicher können unter kontrollierten Quellen- und Senkenbedingungen geprüft werden.
Schnittstellen, Software und Automatisierung
| Schnittstelle oder Funktion | Status | Technische Verwendung |
|---|---|---|
| LAN | Standard | Netzwerkkommunikation, PC-Software und Einbindung in automatisierte Prüfsysteme. |
| RS232 | Standard | Serielle Fernsteuerung und Gerätekommunikation. |
| RS485 | Standard | Serielle Kommunikation, unter anderem mit Modbus-RTU-Unterstützung. |
| CAN | Standard | CAN-Kommunikation mit CANopen; laut Manual kann zusätzlich CAN DBC ausgewählt werden. |
| SCPI | Unterstützt | Befehlssatz zur Integration in kundenspezifische Steuer- und Testsoftware. |
| PROG-Schnittstelle | Geräteschnittstelle | Analoge Sollwertvorgabe und Überwachung von Spannung, Strom oder Leistung sowie konfigurierbare digitale Ein- und Ausgänge. |
| Remote Sense | Unterstützt | Vierleiter-Messung zur Kompensation von Spannungsabfällen an langen oder hochstrombelasteten Anschlussleitungen. Das Sense-Kabel ist separat erhältlich. |
| Optische Parallelschnittstelle | Optional | Synchronisierte Kommunikation und Überwachung zwischen parallel betriebenen Geräten. Ein Glasfaserkabel wird jeweils zwischen zwei Einheiten benötigt. |
| PC-Anwendungssoftware | Unterstützt | Fernbedienung, Parametrierung, Echtzeitdarstellung und Speicherung historischer Messdaten. |
Parallelbetrieb und Leistungsskalierung
Gleichartige N35500-Geräte können über eine optische Verbindung parallel geschaltet werden. Die AC-Eingänge werden phasengleich angeschlossen, während die DC-Ausgänge mit gleicher Polarität verbunden werden. Die Kommunikation zwischen den Einheiten erfolgt bidirektional über Glasfaser.
Zentrale Steuerung
Innerhalb eines Parallelverbunds wird laut Manual genau ein Gerät als Master konfiguriert. Bis zu 63 Slave-Geräte können mit fortlaufenden Geräte-IDs eingebunden werden. Der Master verteilt Sollwerte und erfasst Messdaten und Betriebszustände.
Parallele Redundanz
Bei aktivierter Redundanzfunktion erkennt das System fehlerhafte Module, entfernt sie aus dem aktiven Verbund und verteilt die benötigte Leistung innerhalb der verbleibenden Kapazität.
Wichtige Einschränkungen:
Es dürfen nur gleiche Modelle parallel betrieben werden. Die Master- und Slave-Rollen sind laut Manual werkseitig festgelegt und können nicht ohne erneute Herstellerkalibrierung getauscht werden. Für den Parallelbetrieb sind die optionalen Glasfaserkabel erforderlich.
Installation und Infrastruktur
| Kriterium | Spezifikation oder Anforderung |
|---|---|
| AC-Netzanschluss | Dreiphasig, 340 bis 480 V AC, 47 bis 63 Hz. |
| AC-Eingangsstrom | Modellabhängig. Für zahlreiche 14-, 22-, 32- und 42-kW-Modelle sind maximal 25, 40, 55 beziehungsweise 70 A angegeben. Maßgeblich sind Typenschild und modellspezifisches Datenblatt. |
| Bauform | 19-Zoll-Rackgerät, 3 HE für Einzelgeräte bis 42 kW. |
| Abmessungen | Ca. 132 × 482 × 755 mm inklusive Anschlussabdeckung. |
| Gewicht | Je nach Modell ungefähr 34 bis 45 kg. |
| Kühlung | Luftkühlung. Luftein- und Luftauslässe dürfen während des Betriebs nicht blockiert werden. |
| Betriebstemperatur | 0 bis 50 °C; oberhalb von 35 °C ist eine Leistungsreduzierung zu berücksichtigen. |
| Lagertemperatur | −10 bis 70 °C. |
| Umgebungsbedingungen | Höhenlage unter 2.000 m, relative Luftfeuchtigkeit 5 bis 90 % ohne Kondensation. |
| Erdung | Der Schutzleiteranschluss muss vor der Inbetriebnahme zuverlässig hergestellt werden. |
Anschlussleitungen, Absicherung, Netzverteilung und Schaltgeräte müssen passend zum ausgewählten Modell, zur benötigten Leistung und zu den örtlichen Vorschriften dimensioniert werden. Installation und Hochvoltverdrahtung dürfen nur durch entsprechend qualifiziertes Fachpersonal erfolgen.
Schutz- und Sicherheitsfunktionen
Elektrische Grenzwerte
Konfigurierbare Schutzfunktionen umfassen Überspannung, Überstrom, Überleistung, Unterspannung und Unterstrom. Zusätzlich lassen sich minimale und maximale Ausgangsbereiche für Spannung, Strom und Leistung festlegen.
Temperatur- und Modulüberwachung
Bei überhöhter interner Temperatur wird der Ausgang abgeschaltet. Das Gerät überwacht außerdem Modulfehler und Kommunikationsausfälle innerhalb eines Parallelverbunds.
Sicherheitsinterlock
Über die PROG-Schnittstelle kann ein Hardware-Interlock eingerichtet werden, der den Ausgang bei geöffnetem Sicherheitskreis abschaltet. Diese Funktion steht beim Modell N35530-100-900 nicht zur Verfügung.
Sicherheitshinweis:
Vor Anschlussarbeiten müssen Gerät und übergeordnete Netzverteilung abgeschaltet sein. Aufgrund der hohen Spannungen, Ströme und möglichen Rückspeisung sind die Installations-, Erdungs- und Sicherheitsvorgaben des Manuals vollständig einzuhalten.
FAQ zur N35500 Serie
Wie wird das passende N35500 Modell ausgewählt?
Erforderlich sind die minimale und maximale DC-Spannung, der maximale Quellen- und Senkenstrom sowie die dauerhaft benötigte Leistung. Der gewünschte Arbeitspunkt muss innerhalb der vollständigen Spannungs-Strom-Kennlinie des Modells liegen.
Kann die N35500 gleichzeitig Quelle und elektronische Last ersetzen?
Ja. Sie kann Energie an den Prüfling abgeben und aufnehmen. Zusätzlich zum automatischen bidirektionalen Betrieb stehen separate Lastmodi für CC, CV, CP und CR zur Verfügung.
Wird die aufgenommene Energie zurückgespeist?
Ja. Im Senkenbetrieb wird die Energie in das dreiphasige Versorgungsnetz zurückgeführt. Im Produktüberblick wird ein regenerativer Wirkungsgrad von bis zu 95 % angegeben.
Sind die angegebenen 5 ms eine Slew Rate?
Nein. Die 5 ms beschreiben bei den entsprechenden Modellen die Spannungsanstiegs- oder Spannungsabfallzeit. Eine Slew Rate wird dagegen in V/s oder A/s angegeben und kann in bestimmten Prüfprofilen separat programmiert werden.
Können mehrere Geräte parallel betrieben werden?
Ja. Gleiche Modelle können über die optionale Glasfaserverbindung parallel betrieben werden. Ein System besteht aus genau einem Master und bis zu 63 adressierten Slave-Geräten.
Ist ein Serienbetrieb vorgesehen?
Ein allgemeiner Serienbetrieb wird in den vorliegenden Produktunterlagen nicht als Standardfunktion beschrieben. Anwendungen mit höherer Spannung müssen deshalb projektspezifisch geprüft werden.
Welche Schnittstellen stehen für ATE-Systeme zur Verfügung?
Standardmäßig sind LAN, RS232, RS485 und CAN vorhanden. Unterstützt werden unter anderem SCPI, Modbus-RTU und CANopen. Zusätzlich stehen eine PROG-Schnittstelle und Remote Sense zur Verfügung.
Kann die Serie Batterien und PV-Generatoren simulieren?
Ja. Für die Batteriesimulation ist die Software NS81000 beschrieben. Die PV-Simulation erfolgt über NS91000 und unterstützt I-V-/P-V-Kennlinien, MPPT-Prüfungen, Wetterprofile und Verschattungsszenarien.
Technische Beratung und Projektanfrage
Für eine belastbare Geräteauswahl sollten neben dem Nennarbeitspunkt auch dynamische Prüfzustände, Netzanschluss und Automatisierungsanforderungen berücksichtigt werden. Bitte stellen Sie für die technische Auslegung möglichst folgende Informationen bereit:
- minimale und maximale DC-Spannung
- maximaler Quellen- und Senkenstrom
- Dauerleistung und mögliche Spitzenleistung
- Prüfling und vorgesehene Energieflussrichtung
- gewünschte Anstiegs-, Abfall- oder Ausregelzeiten
- Prüfprofile, Sequenzen und Zyklusdauer
- benötigte Kommunikationsschnittstellen und Protokolle
- Einzelgerät oder Parallelverbund
- verfügbarer dreiphasiger Netzanschluss und Absicherung
- Rack-, Sicherheits- und Interlock-Anforderungen
- gewünschte Softwarefunktionen für Batterie- oder PV-Simulation
- geplanter Liefer- und Inbetriebnahmetermin
