시험 대상 장치가 에너지를 소비했다가 다시 반환하는 과정을 반복할 때, 양방향 DC 전원공급기는 테스트 랙에 반드시 필요한 장비가 됩니다. 핵심은 전환 동작입니다. 방향이 바뀌기 전, 바뀌는 동안, 그리고 바뀐 후에도 전압·전류·전력을 제어해야 합니다.
연속 충·방전 테스트에서는 먼저 전체 전원 경로를 지정하세요. 소스 모드는 설정된 프로파일을 전달해야 합니다. 싱크 모드는 역전류를 흡수하고, 유용한 에너지를 반환하며, DUT를 보호해야 합니다. 이 워크플로는 충전에서 방전으로 이어지는 실제 시퀀스를 따라간 뒤, 단일 장치와 병렬 캐비닛을 비교합니다.
양방향 DC 전원공급기의 모드 전환 방식
실제 시퀀스는 소스 모드에서 시작합니다. 전원공급기는 DC 버스를 요청된 전압까지 올린 다음, 선택한 전류 또는 전력 제한을 조절합니다. 배터리를 충전하는 동안 셀이 전압 상한에 가까워지면 정전류 제어에서 정전압 제어로 전환할 수 있습니다. 프로파일의 모든 단계에서 전압·전류·전력이 허용 범위 안에 있도록 해야 합니다.
DUT가 에너지를 반환하기 시작하면 방향이 바뀝니다. 이제 DC 단자가 전류를 흡수합니다. 따라서 소스 및 싱크 전원공급기에는 단순한 출력 릴레이가 아니라 제어된 전류 역전 기능이 필요합니다. 제어 시스템은 요청된 운전 경계를 유지하면서 사분면 전환 구간을 통과합니다.
첫 번째 실행 전에 지정할 항목
예상 버스 전압, 최대 소스 전류, 최대 싱크 전류, 최대 회생 전력을 기록하세요. 그런 다음 허용 전환 시간을 정의합니다. Ultra Power Systems는 적합한 양방향 플랫폼에서 대표적인 ≤5 ms 응답을 제공합니다. 단, 테스트 픽스처, 케이블 및 측정 루프가 동일한 과도 응답 목표를 지원할 때에만 이 수치가 의미가 있습니다.
- 프로파일을 활성화하기 전에 전압, 전류 또는 kW 단위로 소스 제한을 설정하세요.
- 반환 전류가 충전 전류를 초과할 수 있으므로 싱크 제한을 별도로 정의하세요.
- DUT 단자에서 전환 전압, 전류 및 회복 시간을 기록하세요.
- 보호 임계값이 정상 프로파일 바깥에 있으면서도 안전 운전 영역 안에 있는지 확인하세요.
Ultra Power Systems는 양방향 및 회생형 DC 전원공급기 전반에서 CC, CV, CP, CR 모드를 제공합니다. CC는 충전 또는 방전 강도를 제어합니다. CV는 버스를 설정 전압으로 유지합니다. CP는 전압이 변할 때 에너지 흐름 목표를 유지합니다. CR은 저항성 부하를 나타냅니다. 이러한 모드를 사용하면 배터리, 컨버터, 모터 드라이브 또는 전자 부하 테스트에 맞는 제어 법칙을 선택할 수 있습니다.
과도 응답 회복 중 테스트 벤치에서 확인되는 현상
전환 시 DUT는 소프트웨어 명령이 안정될 때까지 기다리지 않습니다. 배터리, 인버터 또는 모터 드라이브는 버스가 이미 변하는 동안에도 전류 방향을 바꿀 수 있습니다. 계측기 디스플레이만 보지 말고 DUT에서 단자 파형을 측정하세요. 전압 오버슈트, 전류 지연 및 일시적인 전력 공백을 확인해야 합니다.
≤5 ms 응답 목표는 대표적인 테스트에 유용한 기준이지만, 합리적인 램프 설정의 필요성을 없애지는 않습니다. 중간 수준의 전류 변화율로 시작하세요. 소스에서 싱크로 전환할 때 과전압 또는 과전류 보호가 작동하지 않는지 확인합니다. 그런 다음 측정 파형이 제품 요구사항과 일치할 때까지 램프를 조정하세요.
Test and Measurement Tips는 자동 소스-싱크 전환, 사용자 지정 파형 및 1 MW까지의 확장을 지원하는 유사한 5~30 kW 플랫폼을 소개합니다. 실무적인 교훈은 명판 kW만이 아니라 전체 시퀀스를 평가해야 한다는 점입니다. 방향을 자동으로 바꾸는 플랫폼은 충전 단계와 방전 단계 사이의 공백을 줄일 수 있으며, 사용자 지정 파형은 드라이브, 인버터 또는 배터리 이벤트를 재현할 수 있습니다.
모든 비교에서 동일한 프로브 위치를 사용하세요. 고정된 샘플링 속도로 DC 링크 전압, DUT 전류 및 회생 전력을 기록합니다. 인버터 테스트에서는 역전을 일으키는 스위칭 이벤트를 포함하세요. 배터리 테스트에서는 프로파일이 충전에서 방전으로 바뀌는 지점을 포함합니다. 일관된 측정을 통해 단일 장치와 병렬 캐비닛을 비교할 수 있습니다.
회생, 에너지 및 냉각 용량
회생형 DC 전원공급기는 시설 용량 계산을 바꿉니다. 싱크 모드에서는 흡수한 에너지를 저항기에서 열로 소모하는 대신 전력망으로 반환할 수 있습니다. GW Instek의 2026년 8월 21일 발표에 따르면 RBS 시리즈는 최대 93%의 회생 효율을 제공하며, 새로운 20 kW 및 30 kW 3U 모델과 최대 2250 V에 이르는 전압 등급도 포함합니다.
냉각 용량을 산정하기 전에 간단한 에너지 계산을 하세요. DUT가 각 방전 구간에서 30분 동안 20 kW를 반환한다고 가정해 보겠습니다. 이는 회수되는 DC 에너지 10 kWh에 해당합니다. 회생 효율이 93%라면 약 9.3 kWh가 전력망에 도달하고, 약 0.7 kWh는 변환 손실로 남습니다. 저항성 부하는 거의 전체 10 kWh를 열로 방출합니다.
냉각 차이는 상당합니다. 10 kWh가 30분 동안 방출되면 평균 20 kW의 열 부하가 됩니다. 회생 방식에서는 같은 시간 동안 캐비닛, 케이블 및 실내 손실을 제외하고 약 1.4 kW의 변환 열만 남습니다. 사용 중인 전압 및 전력 지점에서 실제 효율 곡선을 확인하세요. 표시된 효율 비율만으로 HVAC 용량을 산정하지 마세요.
단일 장치 또는 병렬 캐비닛
단일 장치는 전원 경로가 짧고 전류 분담에 대한 고려사항이 적습니다. GW Instek은 하나의 3U 장치에서 최대 30 kW를 제공하며, 동일 모델 최대 10대를 마스터-슬레이브 병렬 운전해 최대 300 kW까지 구성할 수 있다고 설명합니다. Test and Measurement Tips는 유사한 플랫폼에서 1 MW까지 확장하는 방식을 소개합니다. 프로파일, 전압 등급 또는 서비스 계획에 확장이 필요하다면 캐비닛을 선택하세요.
- 전체 듀티 사이클에 대해 소스 에너지와 싱크 에너지를 별도로 계산하세요.
- 반환 에너지에 예상 회생 효율을 적용하세요.
- 변환, 케이블 및 캐비닛 손실에서 발생하는 잔여 열을 추정하세요.
- 그 결과를 랙 냉각, 차단기 및 전력망 연결 한계와 비교하세요.
반복 가능한 연속 충·방전 테스트 구성
유용한 프로파일은 디버깅이 가능할 만큼 짧으면서도 전환 결함을 드러낼 만큼 대표성이 있어야 합니다. 예를 들어 750 V급 시스템에 60초 동안 40 A를 소스로 공급하고, 최대 전력 30 kW를 유지한 뒤, 100 ms에 걸쳐 0까지 램프다운하고, 다시 60초 동안 35 A를 싱크하도록 명령할 수 있습니다. 이를 100회 반복하고 버스 전압, 전류, 전력 및 회복 시간을 기록하세요.
프로파일 제한은 현실적으로 설정하세요. 750 V 버스에서 40 A는 30 kW입니다. 싱크 모드에서 35 A일 때 반환 전력은 손실 전 약 26.25 kW입니다. 배터리 전압이 600 V에서 750 V 사이로 변한다면 에너지 흐름이 전압에 따라 변하므로 전류 제어 또는 전력 제어가 더 적절한 비교 기준일 수 있습니다.
Ultra Power Systems는 360 V부터 2250 V까지 6개 전압 등급을 제공합니다. 가장 높은 안전 운전 전압을 기준으로 등급을 선택한 다음, 가장 낮은 운전 전압에서 전류를 확인하세요. 2250 V 애플리케이션은 전압 제한에 도달하기 훨씬 전에 전력 제한을 받을 수 있습니다. 360 V 애플리케이션은 먼저 전류 제한에 도달할 수 있습니다. 올바른 선택은 전체 파형을 따라 결정해야 합니다.
GW Instek은 최대 50개의 시퀀스 저장과 시퀀스당 최대 20개의 구성 가능한 단계를 지원하는 시퀀스 기능을 제공합니다. 건전한 테스트를 위해 이러한 구조를 그대로 재현할 필요는 없습니다. 각 단계를 전압, 전류, 전력, 모드, 지속 시간, 램프 및 반복 횟수로 정의하세요. 합격 기준을 프로파일 옆에 두어 전환 실패에 즉시 대응할 수 있도록 하세요.
FAQ: 양방향 DC 전원공급기
양방향 DC 전원공급기의 주요 이점은 무엇인가요?
하나의 프로그래밍 가능한 플랫폼으로 DUT에 전력을 공급하고 DUT에서 반환되는 전력을 흡수할 수 있습니다. 이를 통해 별도의 소스 및 부하 장비, 케이블링과 폐열을 줄일 수 있습니다.
소스-싱크 전환은 얼마나 빨라야 하나요?
DUT 요구사항에서 시작하세요. Ultra Power Systems는 적합한 구성에 대해 ≤5 ms의 대표 응답을 실용적인 기준으로 사용한 후 DUT 단자에서 결과를 검증합니다.
93% 회생이면 테스트 에너지의 93%가 회수된다는 뜻인가요?
아닙니다. 이는 명시된 운전 조건에서 회생 경로가 제공하는 성능을 의미합니다. 측정된 싱크 전력, 지속 시간, 그리고 사용 중인 전압 및 부하 지점에서 가능한 효율을 바탕으로 반환 에너지를 계산하세요.
적합한 양방향 DC 전원공급기 선택
결정은 전압 등급, 소스 전류, 싱크 전류, 전환 응답, 회생 전력 및 캐비닛 확장성을 포함한 프로파일을 따라야 합니다. 배터리 작업에서는 배터리 셀 사이클링 전원공급기 페이지의 요구사항과 시퀀스를 비교하세요. 더 폭넓은 소스 및 싱크 플랫폼이 필요하다면 360 V부터 2250 V 등급까지 제공하는 Ultra Power Systems의 양방향 및 회생형 DC 전원공급기 제품군을 검토하세요. 먼저 파형과 에너지 경로를 지정한 다음 구성을 요청하세요 →
좋은 합격 테스트는 세 가지를 입증합니다. DUT가 명령된 전압과 전류를 받는지, 전환이 요구 시간 내에 회복되는지, 반환 에너지가 싱크 또는 시설 한계를 초과하지 않는지 확인해야 합니다. 이 증거를 통해 단일 장치로 충분한지 또는 병렬 캐비닛이 필요한지 판단할 수 있습니다 →
