Les alimentations CC bidirectionnelles trouvent leur place dans un rack d’essai lorsque le dispositif sous test alterne entre consommation et restitution d’énergie. La décision clé concerne le comportement lors du croisement. Vous avez besoin d’une tension, d’un courant et d’une puissance contrôlés avant, pendant et après le changement de direction.
Pour les essais continus de charge et de décharge, commencez par spécifier l’ensemble du chemin de puissance. Le mode source doit délivrer le profil programmé. Le mode puits doit absorber le courant inverse, restituer l’énergie utile et protéger le DUT. Ce flux de travail suit une séquence réelle, de la charge à la décharge, puis compare une unité unique à une armoire en parallèle.
Comment les alimentations CC bidirectionnelles changent de mode
Une séquence pratique commence en mode source. L’alimentation élève le bus CC à la tension demandée, puis régule la limite de courant ou de puissance sélectionnée. Pendant la charge de la batterie, le contrôle à courant constant peut céder la place au contrôle à tension constante lorsque la cellule approche de sa tension maximale. Votre profil doit maintenir la tension, le courant et la puissance dans leurs limites autorisées à chaque étape.
La direction change lorsque le DUT commence à restituer de l’énergie. Les bornes CC absorbent alors le courant. Une alimentation source et puits nécessite donc une inversion de courant contrôlée, et non un simple relais de sortie. Le système de contrôle traverse un croisement de quadrant tout en maintenant la limite de fonctionnement demandée.
Que spécifier avant le premier essai
Notez la tension de bus prévue, le courant source maximal, le courant puits maximal et la puissance régénérée maximale. Définissez ensuite le temps de transition autorisé. Ultra Power Systems indique une réponse représentative de ≤5 ms sur des plateformes bidirectionnelles adaptées. Cette valeur n’est utile que si le montage d’essai, les câbles et la boucle de mesure prennent en charge le même objectif transitoire.
- Définissez la limite source en volts, ampères ou kW avant d’activer le profil.
- Définissez séparément la limite puits, car le courant restitué peut dépasser le courant de charge.
- Enregistrez la tension, le courant et le temps de récupération au croisement sur les bornes du DUT.
- Vérifiez que les seuils de protection se situent en dehors du profil normal, mais à l’intérieur de la zone de fonctionnement sûre.
Ultra Power Systems propose les modes CC, CV, CP et CR sur ses alimentations CC bidirectionnelles et régénératives. Le mode CC contrôle l’intensité de charge ou de décharge. Le mode CV maintient le bus à une tension définie. Le mode CP maintient une cible de flux d’énergie lorsque la tension varie. Le mode CR représente une charge résistive. Ces modes vous permettent d’adapter la loi de commande à une batterie, un convertisseur, un entraînement de moteur ou un essai avec charge électronique.
Ce que le banc observe pendant la récupération transitoire
Lors du croisement, le DUT n’attend pas que votre commande logicielle se stabilise. Une batterie, un onduleur ou un entraînement de moteur peut inverser le sens du courant alors que le bus est déjà en mouvement. Mesurez la forme d’onde aux bornes du DUT, et pas seulement sur l’affichage de l’instrument. Recherchez une surtension, une hésitation du courant et un creux temporaire de puissance.
Un objectif de réponse ≤5 ms fournit une référence utile pour les essais représentatifs, mais ne dispense pas de rampes raisonnables. Commencez avec une pente de courant modérée. Vérifiez que la transition source-puits ne déclenche pas les protections contre les surtensions ou les surintensités. Accélérez ensuite progressivement la rampe jusqu’à ce que la forme d’onde mesurée corresponde aux exigences du produit.
Test and Measurement Tips décrit une plateforme comparable de 5 à 30 kW avec commutation automatique source-puits, formes d’onde personnalisées et extension jusqu’à 1 MW. La leçon pratique consiste à évaluer la séquence complète, et pas seulement la puissance nominale en kW. Une plateforme qui change automatiquement de direction peut réduire les écarts entre les étapes de charge et de décharge, tandis que des formes d’onde personnalisées peuvent reproduire des événements liés à un entraînement, un onduleur ou une batterie.
Utilisez les mêmes emplacements de sondes pour chaque comparaison. Enregistrez la tension du bus CC, le courant du DUT et la puissance régénérée à une fréquence d’échantillonnage fixe. Pour un essai d’onduleur, incluez l’événement de commutation qui provoque l’inversion. Pour un essai de batterie, incluez le point où le profil passe de la charge à la décharge. Des mesures cohérentes rendent comparables une unité unique et une armoire en parallèle.
Régénération, énergie et capacité de refroidissement
Une alimentation CC régénérative modifie le calcul des besoins de l’installation. En mode puits, l’énergie absorbée peut être renvoyée au réseau au lieu d’être transformée en chaleur dans une résistance. L’annonce de GW Instek du 21 août 2026 indique jusqu’à 93 % de régénération pour sa série RBS, ainsi que de nouveaux modèles 3U de 20 kW et 30 kW et des classes de tension atteignant 2250 V.
Effectuez un simple bilan énergétique avant de dimensionner le refroidissement. Supposons que votre DUT restitue 20 kW pendant 30 minutes à chaque intervalle de décharge. Cela représente 10 kWh d’énergie CC récupérée. Avec 93 % de régénération, environ 9,3 kWh atteignent le réseau, tandis qu’environ 0,7 kWh reste sous forme de pertes de conversion. Une charge résistive dissiperait près de la totalité des 10 kWh sous forme de chaleur.
La différence de refroidissement est importante. Dix kilowattheures libérés sur 30 minutes correspondent à une charge thermique moyenne de 20 kW. Dans le cas régénératif, environ 1,4 kW de chaleur de conversion subsiste sur le même intervalle, avant les pertes de l’armoire, des câbles et de la pièce. Vérifiez la courbe de rendement réelle à votre niveau de tension et de puissance. Ne dimensionnez pas le système HVAC à partir du seul pourcentage annoncé.
Unité unique ou armoire en parallèle
Une unité unique offre un chemin de puissance plus court et réduit les questions liées au partage du courant. GW Instek indique jusqu’à 30 kW avec une seule unité 3U, et jusqu’à dix unités du même modèle en fonctionnement parallèle maître-esclave, pour un maximum de 300 kW. Test and Measurement Tips décrit une mise à l’échelle jusqu’à 1 MW sur une plateforme comparable. Choisissez une armoire lorsque le profil, la classe de tension ou le plan de maintenance nécessite une extension.
- Calculez séparément l’énergie source et l’énergie puits pour l’ensemble du cycle de fonctionnement.
- Appliquez le rendement de régénération prévu à l’énergie restituée.
- Estimez la chaleur restante due à la conversion, aux câbles et aux pertes de l’armoire.
- Comparez le résultat aux limites de refroidissement du rack, du disjoncteur et du raccordement au réseau.
Construire un essai continu de charge et de décharge reproductible
Un profil utile est suffisamment court pour être débogué et suffisamment représentatif pour révéler les défauts de croisement. Par exemple, commandez à un système de classe 750 V de fournir 40 A pendant 60 secondes, maintenez une puissance maximale de 30 kW, rampez jusqu’à zéro en 100 ms, puis absorbez 35 A pendant 60 secondes. Répétez 100 cycles et enregistrez la tension du bus, le courant, la puissance et le temps de récupération.
Gardez des limites de profil réalistes. Un bus de 750 V à 40 A représente 30 kW. À 35 A en mode puits, la puissance restituée est de 26,25 kW avant les pertes. Si la tension de votre batterie varie entre 600 V et 750 V, le contrôle du courant ou de la puissance peut constituer une meilleure base de comparaison, car le flux d’énergie varie avec la tension.
Ultra Power Systems couvre six classes de tension, de 360 V à 2250 V. Sélectionnez la classe en fonction de la tension de fonctionnement sûre la plus élevée, puis vérifiez le courant à la tension de fonctionnement la plus basse. Une application à 2250 V peut être limitée par la puissance bien avant de l’être par la tension. Une application à 360 V peut atteindre sa limite de courant en premier. Le choix correct suit l’ensemble de la forme d’onde.
GW Instek indique des fonctions de séquence permettant de mémoriser jusqu’à 50 séquences et jusqu’à 20 étapes configurables par séquence. Vous n’avez pas besoin de reproduire cette architecture pour construire un essai fiable. Définissez chaque étape par sa tension, son courant, sa puissance, son mode, sa durée, sa rampe et son nombre de boucles. Gardez les critères d’acceptation à côté du profil afin qu’un échec au croisement soit immédiatement exploitable.
FAQ : alimentations CC bidirectionnelles
Quel est le principal avantage des alimentations CC bidirectionnelles ?
Elles permettent à une plateforme programmable unique de fournir de l’énergie au DUT et d’absorber l’énergie qu’il restitue. Cela peut réduire le recours à du matériel source et de charge en double, ainsi que le câblage et la chaleur perdue.
À quelle vitesse le croisement source-puits doit-il s’effectuer ?
Commencez par l’exigence du DUT. Ultra Power Systems utilise une réponse représentative ≤5 ms comme référence pratique pour les configurations adaptées, puis vérifie le résultat aux bornes du DUT.
Une régénération de 93 % signifie-t-elle que 93 % de l’énergie d’essai est récupérée ?
Non. Elle décrit le chemin de régénération dans les conditions de fonctionnement indiquées. Calculez l’énergie restituée à partir de la puissance puits mesurée, de la durée et du rendement disponible à votre niveau de tension et de charge.
Choisir la bonne alimentation CC bidirectionnelle
Votre décision doit suivre le profil : classe de tension, courant source, courant puits, réponse au croisement, puissance régénérée et possibilité d’extension de l’armoire. Pour les batteries, comparez la séquence aux exigences de la page Alimentation pour le cyclage des cellules de batterie. Pour une plateforme source et puits plus large, consultez la gamme Alimentation CC bidirectionnelle et régénérative d’Ultra Power Systems, couvrant les classes de 360 V à 2250 V. Spécifiez d’abord la forme d’onde et le chemin énergétique, puis demandez une configuration →
Un bon essai d’acceptation prouve trois choses : le DUT reçoit la tension et le courant commandés, le croisement se rétablit dans le délai requis et l’énergie restituée ne dépasse pas les limites du puits ou de l’installation. Ces éléments vous indiquent si une unité unique suffit ou si une armoire en parallèle se justifie →
