當受測裝置在消耗與回送能量之間交替時，雙向直流電源供應器便能在測試機架中發揮價值。關鍵決策在於換向行為。您需要在方向變更之前、期間及之後，都能受控地管理電壓、電流與功率。
進行連續充放電測試時，應先規劃完整的電源路徑。電源模式必須輸出設定的曲線；汲電模式則必須吸收反向電流、回送可用能量並保護 DUT。本流程按照一個從充電到放電的實際序列進行，接著比較單機與並聯機櫃。
雙向直流電源供應器如何切換模式
實際序列通常從電源模式開始。電源供應器先將直流匯流排升至要求的電壓，然後調節所選的電流或功率限制。在電池充電期間，當電芯接近其電壓上限時，定電流控制可能轉為定電壓控制。您的曲線必須在每個步驟中，將電壓、電流與功率維持於允許範圍內。
當 DUT 開始回送能量時，方向便會改變。此時直流端子開始吸收電流。因此，源/汲電源供應器需要受控的電流反轉，而不是簡單的輸出繼電器。控制系統會在維持所要求操作邊界的同時，通過象限換向點。
首次執行前應規劃的項目
記錄預期匯流排電壓、最大電源電流、最大汲電電流與最大回生功率，接著定義允許的轉換時間。Ultra Power Systems 在適用的雙向平台上，代表性響應可達 ≤5 ms。只有在測試治具、纜線與量測迴路支援相同瞬態目標時，這項數據才具參考價值。
- 在啟用曲線前，以伏特、安培或 kW 設定電源限制。
- 另外定義汲電限制，因為回送電流可能超過充電電流。
- 在 DUT 端子記錄換向電壓、電流與恢復時間。
- 確認保護閾值位於正常曲線之外，但仍在安全操作區域內。
Ultra Power Systems 的雙向與再生式直流電源供應器支援 CC、CV、CP 與 CR 模式。CC 控制充電或放電強度；CV 將匯流排維持在設定電壓；CP 會在電壓變化時維持能量流動目標；CR 則代表電阻性負載。這些模式讓您能依電池、轉換器、馬達驅動器或電子負載測試需求，選擇適合的控制法則。
瞬態恢復期間測試台的狀況
在換向時，DUT 不會等到您的軟體指令穩定後才動作。電池、逆變器或馬達驅動器可能在匯流排已經變動時就改變電流方向。請在 DUT 端量測端子波形，而不只是查看儀器顯示。留意電壓過衝、電流遲滯與暫時性的功率缺口。
≤5 ms 響應目標可作為代表性測試的實用參考，但仍不能免除合理斜率設定的必要性。先從中等電流變化率開始，確認源到汲電的轉換不會觸發過電壓或過電流保護，再逐步提高斜率，直到量測波形符合產品需求。
Test and Measurement Tips 描述了一個相近的 5–30 kW 平台，具備自動源到汲電切換、自訂波形，以及擴充至 1 MW 的能力。實務上的重點是評估完整序列，而不只是查看銘牌上的 kW。能自動換向的平台可縮短充電與放電步驟之間的間隔，而自訂波形則能重現驅動器、逆變器或電池事件。
每次比較都使用相同的探棒位置。以固定取樣率記錄直流鏈電壓、DUT 電流與回生功率。進行逆變器測試時，應包含造成反轉的切換事件；進行電池測試時，應包含曲線從充電轉為放電的時間點。一致的量測方式能讓單機與並聯機櫃具備可比性。
回生、能量與冷卻容量
再生式直流電源供應器會改變設施的能量計算。在汲電模式下，吸收的能量可以回送至電網，而不是在電阻器中轉化為熱。GW Instek 於 2026 年 8 月 21 日的公告指出，其 RBS 系列最高可達 93% 回生效率，並推出新的 20 kW 與 30 kW 3U 機型，電壓等級最高達 2250 V。
在規劃冷卻容量前，先進行簡單的能量核算。假設 DUT 在每個放電間隔中，以 20 kW 回送能量 30 分鐘，即可回收 10 kWh 的直流能量。在 93% 回生效率下，約有 9.3 kWh 送回電網，約 0.7 kWh 會成為轉換損耗。若使用電阻性負載，接近完整的 10 kWh 都會以熱的形式排出。
冷卻差異相當顯著。在 30 分鐘內釋放 10 kWh，相當於平均 20 kW 的熱負載。同樣時間內，再生式系統只留下約 1.4 kW 的轉換熱，尚未計入機櫃、纜線與室內損耗。請確認您所使用電壓與功率點的實際效率曲線，不要只根據標示的百分比規劃 HVAC。
單機還是並聯機櫃
單機可提供較短的電源路徑，也能減少電流分配相關問題。GW Instek 表示，單台 3U 機型最高可提供 30 kW，最多可將十台相同機型以主從並聯方式運作，最高達 300 kW。Test and Measurement Tips 則描述了在相近平台上擴充至 1 MW 的方式。當曲線、電壓等級或維護計畫需要擴充時，請選擇機櫃方案。
- 針對完整工作週期，分別計算電源與汲電能量。
- 將預期的回生效率套用至回送能量。
- 估算轉換器、纜線與機櫃損耗所產生的剩餘熱量。
- 將結果與機架冷卻、斷路器及電網連接限制進行比較。
建立可重複的連續充放電測試
實用的測試曲線應短到足以除錯，同時又具代表性，能揭露換向故障。例如，命令一個 750 V 等級系統以 40 A 電源輸出 60 秒，將最大功率維持在 30 kW，於 100 ms 內斜降至零，接著以 35 A 汲電 60 秒。重複 100 個週期，並記錄匯流排電壓、電流、功率與恢復時間。
曲線限制必須符合實際情況。750 V 匯流排在 40 A 時為 30 kW；在汲電模式下以 35 A 運作時，回送功率在扣除損耗前為 26.25 kW。若電池電壓在 600 V 至 750 V 之間變化，電流或功率控制可能更適合作為比較基準，因為能量流會隨電壓改變。
Ultra Power Systems 涵蓋從 360 V 到 2250 V 的六種電壓等級。請依最高安全操作電壓選擇等級，然後在最低操作電壓下確認電流。2250 V 應用可能在受到功率限制前很久就已受到電壓限制；360 V 應用則可能先達到電流限制。正確選擇應依據完整波形。
GW Instek 表示，其序列功能最多可儲存 50 組序列，每組序列最多可設定 20 個步驟。建立可靠測試不必完全複製這種架構。請以電壓、電流、功率、模式、持續時間、斜率與迴圈次數定義每個步驟，並將驗收限制放在曲線旁，讓換向失敗能立即採取行動。
常見問答：雙向直流電源供應器
雙向直流電源供應器的主要優勢是什麼？
它讓單一可程式化平台能向 DUT 輸出電力，也能吸收 DUT 回送的功率。如此可減少重複的電源與負載硬體、纜線及廢熱。
源到汲電的換向速度應該多快？
先從 DUT 需求開始。Ultra Power Systems 將 ≤5 ms 的代表性響應，作為適用配置的實用參考，接著在 DUT 端子確認結果。
93% 回生是否代表回收了 93% 的測試能量？
不是。這代表在規定操作條件下的回生路徑。請根據量測到的汲電功率、持續時間，以及您在特定電壓與負載點可達的效率，計算回送能量。
選擇合適的雙向直流電源供應器
您的決策應依據測試曲線：電壓等級、電源電流、汲電電流、換向響應、回生功率與機櫃擴充性。進行電池測試時，請將序列與電池單體循環電源供應器頁面的需求進行比較。若需要更廣泛的源與汲電平台，請查看 Ultra Power Systems 的雙向與再生式直流電源供應器系列，涵蓋 360 V 至 2250 V 等級。先規劃波形與能量路徑，再索取配置 →
一項良好的驗收測試應證明三件事：DUT 確實接收到命令設定的電壓與電流；換向能在要求時間內恢復；回送能量不超過汲電或設施限制。這些證據能告訴您單機是否足夠，或是否有必要採用並聯機櫃 →
