![\"Eine](\"https:\/\/tps-elektronik.com\/wp-content\/uploads\/2026\/07\/20260727-4.jpg\")
<\/figure>\n\n\n\nWarum 3 HE? Die Entscheidung f\u00fcr eine hohe Packungsdichte<\/h2>\n\n\n\nThermische und mechanische Randbedingungen<\/h3>\n\n\n\n
Wir haben uns nach reiflicher \u00dcberlegung f\u00fcr ein 3-HE-Einschubgeh\u00e4use f\u00fcr dieses Hochleistungsinstrument entschieden. In einem 19-Zoll-Einbau<\/a> z\u00e4hlt jede H\u00f6heneinheit. Die 3-HE-Bauform \u2013 133,35 Millimeter hoch \u2013 stellt einen bewussten Kompromiss dar. Sie w\u00e4gt das ben\u00f6tigte Innenvolumen f\u00fcr Leistungselektronik, K\u00fchlung und Anschl\u00fcsse gegen die Notwendigkeit ab, Rack-Platz f\u00fcr Datenerfassung, Simulatoren und andere Ger\u00e4te freizulassen. Das Design eines DC-Leistungsger\u00e4ts mit hoher Dichte im 3-HE-Format beginnt mit einer Frage: Wie viel nutzbare Senkenleistung k\u00f6nnen wir aus diesem begrenzten Volumen liefern und dabei thermische und akustische Eigenschaften aufrechterhalten, die f\u00fcr ein Labor geeignet sind?<\/p>\n\n\n\n Unser Entwicklungsteam hat viel Zeit mit dieser Frage verbracht. Die Antwort h\u00e4ngt von einer Kaskade miteinander verkn\u00fcpfter Entscheidungen ab. Die Wahl der Leistungshalbleiter-Technologie beeinflusst die Schaltverluste, die wiederum die K\u00fchlk\u00f6rpergr\u00f6\u00dfe und den ben\u00f6tigten Luftstrom bestimmen. Gleicherma\u00dfen beeinflusst die Wahl der Wechselrichtertopologie die internen Busspannungen und Isolationsanforderungen. Dar\u00fcber hinaus erfordert die Entscheidung, vor Ort austauschbare Kommunikationsmodule einzubauen, zus\u00e4tzliches Volumen und Steckerplatz. Keine dieser Entscheidungen konnte isoliert getroffen werden. Wir haben daher einen Satz von Randbedingungen definiert. Das Instrument muss seine volle Nennsenkenleistung bei einer Umgebungstemperatur von bis zu 50 Grad Celsius aufrechterhalten. Der Schalldruckpegel an der Rack-Vorderseite, gemessen in einem Meter Entfernung, darf eine normale Unterhaltung nicht beeintr\u00e4chtigen. Der Luftstrom muss von vorne nach hinten oder von Seite zu Seite verlaufen, kompatibel mit Standard-Rack-K\u00fchlarchitekturen. Diese Randbedingungen \u2013 und nicht eine einzelne Spezifikation \u2013 bestimmten den internen Aufbau und die Komponentenauswahl.<\/p>\n\n\n\n Das Ergebnis ist eine DC-Leistungsplattform mit hoher Dichte im 3-HE-Format, die keine einzelne Technologie bis an ihre Grenzen treibt. Sie bringt elektrische, thermische und mechanische \u00dcberlegungen in Einklang, um das Instrument auch bei jahrelangem Dauereinsatz zuverl\u00e4ssig zu machen. Wir haben das Geh\u00e4use als eine einzige integrierte Einheit gebaut \u2013 nicht als eine Sammlung von vor Ort austauschbaren Leistungsmodulen. Ein integrierter Ansatz erlaubt eine engere thermische Kopplung zwischen den Leistungshalbleitern und den K\u00fchlk\u00f6rpern, eine effizientere Nutzung des Innenvolumens und eine einfachere interne Verkabelung. Der Kompromiss besteht darin, dass die Nennleistung zum Zeitpunkt der Herstellung festgelegt wird. Der Vorteil ist ein robusteres und thermisch effizienteres Design. Anwender, die eine h\u00f6here Leistung ben\u00f6tigen, k\u00f6nnen mehrere Ger\u00e4te parallel betreiben, ein Thema, das wir sp\u00e4ter in diesem Artikel ansprechen.<\/p>\n\n\n\n Wenn eine einzelne Entscheidung den Charakter dieses Instruments definiert, dann ist es unsere Wahl, die Energier\u00fcckspeisung zum Standardbetriebsmodus zu machen und nicht zu einer optionalen Erweiterung. Eine konventionelle DC-Last wandelt die gesamte aufgenommene Energie in W\u00e4rme um. Bei einem 10-kW-Dauertest bedeutet das st\u00fcndlich 10 kWh W\u00e4rme, die an das Labor abgegeben werden. \u00dcber ein Jahr im Mehrschichtbetrieb k\u00f6nnen allein die Energiekosten den Anschaffungspreis der Last erreichen. Die f\u00fcr diese W\u00e4rme erforderliche K\u00fchl-Infrastruktur \u2013 zus\u00e4tzliche Klimatisierungskapazit\u00e4t, h\u00f6her dimensionierte Elektroverteilung, m\u00f6glicherweise Fl\u00fcssigkeitsk\u00fchlung \u2013 verursacht weitere Kosten. F\u00fcr europ\u00e4ische Testeinrichtungen mit hohen Energiekosten und zunehmender Verkn\u00fcpfung von Nachhaltigkeitszielen der Unternehmen mit den Betriebsbudgets ist diese Situation nicht l\u00e4nger tragbar.<\/p>\n\n\n\n Ein System mit Energier\u00fcckspeisung \u00e4ndert die Rechnung. Es wandelt die aufgenommene DC-Leistung in AC um, synchronisiert sich mit dem Anschlussnetz und speist bis zu 95 % der Energie zur\u00fcck. Der regenerative R\u00fcckspeisepfad nutzt einen aktiven Netzeingang, der den AC-Strom so formt, dass er sinusf\u00f6rmig und phasengleich mit der Netzspannung ist, und h\u00e4lt einen Leistungsfaktor \u00fcber 0,99. Das Instrument gibt nur seine eigenen inneren Verluste an das Labor ab \u2013 typischerweise einige hundert Watt anstelle mehrerer Kilowatt. Dies ver\u00e4ndert die Wirtschaftlichkeit von Pr\u00fcfungen grundlegend. Langzeit-Zyklentests an Batterien, Dauerl\u00e4ufe von Brennstoffzellen und Einbrenntests von Stromrichtern werden praktikabel, ohne die versteckten Kosten der Energieverschwendung.<\/p>\n\n\n\n Die technische Herausforderung bei einem Energier\u00fcckspeisesystem liegt in der Netzschnittstelle. Der netzgekoppelte Wechselrichter muss unter allen normalen Betriebsbedingungen phasenstarr bleiben, einschlie\u00dflich Spannungseinbr\u00fcchen, Frequenzschwankungen und den in Industrienetzen \u00fcblichen Oberschwingungsverzerrungen. Er muss sich bei einem Netzausfall nahtlos trennen und ohne manuelles Eingreifen wieder zuschalten, sobald das Netz zur\u00fcckkehrt. Ein eigener digitaler Signalprozessor f\u00fchrt den Regelalgorithmus aus, der diesen Prozess steuert \u2013 getrennt vom Lastregelungs-Controller. Diese Trennung stellt sicher, dass Netzereignisse die DC-seitige Messung nicht beeinflussen. Wir haben einen erheblichen Teil unseres Entwicklungsaufwands darauf verwendet, die regenerative Netzr\u00fcckspeisung unter realistischen Netzbedingungen zu testen. Denn ein Instrument, das sich bei einer kleinen Netzst\u00f6rung abschaltet, w\u00e4re in einer Produktionstestumgebung schlimmer als nutzlos.<\/p>\n\n\n\n Eine DC-Last regelt den Strom, den sie ihrem Eingang entnimmt. Die vier grundlegenden lastseitigen Regelbetriebsarten \u2013 Konstantstrom, Konstantspannung, Konstantleistung und Konstantwiderstand \u2013 adressieren jeweils eine andere Pr\u00fcfanforderung. Der Konstantstrombetrieb ist der einfachste. Das Instrument entnimmt einen festen Strom unabh\u00e4ngig von der Eingangsspannung innerhalb des Arbeitsbereichs. Der Konstantspannungsbetrieb passt den Strom so an, dass eine eingestellte Eingangsspannung gehalten wird, was f\u00fcr Batterieentladetests essentiell ist, bei denen der Test bei einer pr\u00e4zisen Entladeschlussschwelle enden muss. Im Konstantleistungsbetrieb entnimmt das Instrument ein festes Produkt aus Spannung und Strom und bildet so einen geregelten Stromrichter nach. Der Konstantwiderstandsbetrieb variiert den Strom proportional zur Spannung und verh\u00e4lt sich wie eine feste ohmsche Last.<\/p>\n\n\n\n Der \u00dcbergang zwischen den Betriebsarten muss flie\u00dfend sein. Man betrachte eine Batterieentladung, die im Konstantstrombetrieb beginnt und dann in den Konstantspannungsbetrieb \u00fcbergeht, wenn sich die Batteriespannung dem Abschaltpunkt n\u00e4hert. Sollte die Regelschleife am \u00dcbergangspunkt auch nur ein kurzzeitiges \u00dcberschwingen oder eine Oszillation verursachen, k\u00f6nnen die akkumulierten Amperestundendaten verf\u00e4lscht werden. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnte die Batterie Bedingungen au\u00dferhalb der Pr\u00fcfspezifikation ausgesetzt sein. Wir verwenden daher eine priorit\u00e4tsbasierte Regelungsarchitektur. Die Betriebsart, die zuerst ihre Grenze erreicht, \u00fcbernimmt die F\u00fchrung. Ein Crossover-Algorithmus, der darauf abgestimmt ist, jede Unstetigkeit zu beseitigen, \u00fcbernimmt den \u00dcbergang.<\/p>\n\n\n\n Wir haben diese Abstimmung an einer Reihe realer Quellen verifiziert. Dazu geh\u00f6rten Batterien mit unterschiedlichem Innenwiderstand, DC-DC-Wandler mit Ausgangskapazit\u00e4t und Photovoltaik-Arrays mit nichtlinearen IU-Kennlinien. Das Ziel war es nie, beeindruckende Bandbreitenwerte zu ver\u00f6ffentlichen. Wir wollten einfach sicherstellen, dass ein Ingenieur, der am Ende eines langen Tages einen Test einrichtet, darauf vertrauen kann, dass das Instrument \u00dcberg\u00e4nge korrekt handhabt.<\/p>\n\n\n\n Unser Instrument ist ein einkanaliges Ger\u00e4t, aber es geh\u00f6rt zu einer modularen 3-HE-DC-Leistungsplattform. Die Plattform teilt sich eine gemeinsame Regelungsarchitektur und ein gemeinsames Kommunikationsprotokoll. Dies ist eine Entwicklungsentscheidung mit praktischen Konsequenzen. Wenn wir von einer skalierbaren, programmierbaren DC-Leistungsfamilie sprechen, meinen wir genau eines: Derselbe SCPI-Befehlssatz, dieselben Softwaretreiber und dieselben Konventionen f\u00fcr die Benutzerschnittstelle gelten, egal ob das Pr\u00fcfsystem aus einem oder zwanzig Ger\u00e4ten besteht. Ein Pr\u00fcfskript, das auf einem Einkanal-Tischsystem entwickelt wurde, kann ohne \u00c4nderungen auf einem Mehrkanal-Produktionssystem eingesetzt werden. Folglich abstrahiert die Befehlsstruktur von der Hardwarekonfiguration.<\/p>\n\n\n\n Diese Skalierbarkeit gilt auch f\u00fcr eine isolierte Mehrkanal-3-HE-DC-Leistungskonfiguration. Sie k\u00f6nnen mehrere Einkanalger\u00e4te mit galvanischer Trennung zwischen ihren Eing\u00e4ngen zusammen verwenden. Beim Testen eines gestapelten Batteriesystems k\u00f6nnen Sie beispielsweise jedes Ger\u00e4t mit einer anderen Zellgruppe verbinden, wobei sein DC-Eingang auf dem Potenzial dieser Gruppe schwimmt. Dies erfordert eine sorgf\u00e4ltige Beachtung der Isolationsspannungsfestigkeit der DC-Eingangsklemmen und der Gleichtaktunterdr\u00fcckung der Messschaltung. Wir haben die Eingangsstufe im Hinblick auf diesen Anwendungsfall entwickelt. Die Isolationsspannung zwischen dem DC-Eingang und der Geh\u00e4usemasse sowie zwischen benachbarten Ger\u00e4ten im Rack ist ausreichend f\u00fcr die Batteriestapelspannungen, die \u00fcblicherweise in Anwendungen f\u00fcr Elektrofahrzeuge und Netzspeicher vorkommen.<\/p>\n\n\n\n Wenn ein einzelnes Instrument nicht gen\u00fcgend Senkenleistung bereitstellen kann, ist die einzig praktikable L\u00f6sung, mehrere Ger\u00e4te parallel an derselben DC-Quelle zu betreiben. Ein parallelschaltbares 3-HE-DC-Leistungsdesign muss das Problem der Stromaufteilung l\u00f6sen. Ohne aktive Symmetrierung k\u00f6nnen kleine Unterschiede im Kabelwiderstand, in der Kontaktqualit\u00e4t der Steckverbinder oder in der Kalibrierung dazu f\u00fchren, dass ein Ger\u00e4t deutlich mehr Strom zieht als ein anderes. Dies kann zu thermischer Belastung, vorzeitiger Alterung oder sogar zur Abschaltung des \u00fcberlasteten Ger\u00e4ts f\u00fchren.<\/p>\n\n\n\n Wir verwenden ein Master-Slave-Parallelbetriebsverfahren, das einen dedizierten analogen Stromaufteilungsbus zwischen den Ger\u00e4ten nutzt. Sie bestimmen ein Ger\u00e4t als Master. Es erzeugt ein Stromreferenzsignal proportional zum gew\u00fcnschten Gesamtlaststrom. Die Slave-Ger\u00e4te lesen dieses Analogsignal und passen ihre eigene Stromaufnahme entsprechend an, wobei die Balance bis auf einen kleinen Bruchteil des Gesamtstroms gehalten wird. Wichtig ist, dass dieser Analogbus unabh\u00e4ngig von jeglicher digitalen Kommunikation arbeitet. Die Stromaufteilung bleibt stabil, selbst wenn die Ethernet- oder Feldbus-Verbindung unterbrochen ist. Die F\u00e4higkeit zur Synchronisation mehrerer Ger\u00e4te stellt sicher, dass alle Ger\u00e4te in der Parallelgruppe zum gleichen Zeitpunkt mit dem \u00dcbergang beginnen, wenn ein Lastsprung oder eine Kurvenformsequenz ausgel\u00f6st wird. Wir erreichen dies \u00fcber eine einfache Hardware-Triggerleitung und nicht \u00fcber ein komplexes Echtzeitnetzwerk, denn die Anforderung ist eine grundlegende Koordination und keine Ausrichtung im Sub-Mikrosekundenbereich.<\/p>\n\n\n\n Statische DC-Lasten beantworten nur die einfachsten Pr\u00fcffragen. Reale Quellen \u2013 Batterien, Brennstoffzellen, Photovoltaik-Arrays \u2013 erfahren dynamische Lasten. Eine Batterie in einem Elektrofahrzeug sieht keine konstante Entladung. Sie sieht Impulse vom Motorwechselrichter, Rampen von Nebenverbrauchern und Transienten durch Rekuperation. Das Testen dieser Bedingungen erfordert eine Last, die ihre Stromaufnahme kontrolliert und wiederholbar \u00fcber die Zeit variieren kann. Dies ist die Begr\u00fcndung f\u00fcr die Integration eines Funktionsgenerators: Wir betten eine Kurvenform-Synthese-Engine direkt in die Steuerungsfirmware der Last ein, anstatt uns auf einen externen Arbitr\u00e4rsignalgenerator und analoge Steuereing\u00e4nge zu verlassen.<\/p>\n\n\n\n Die integrierte Engine unterst\u00fctzt die grundlegenden Kurvenformentypen, die f\u00fcr dynamische Pr\u00fcfungen ben\u00f6tigt werden. Der Sinus-Modus erm\u00f6glicht Impedanzspektroskopie-Messungen direkt an einer Quelle, ohne einen separaten Frequenzganganalysator. Der Dreieck-Modus bietet eine lineare Auf- und Abw\u00e4rtsrampe, n\u00fctzlich f\u00fcr Temperaturwechseltests und Linearit\u00e4ts\u00fcberpr\u00fcfungen. Der Rechteckimpuls-Modus wendet steile Stromspr\u00fcnge an, um das Transientenverhalten zu charakterisieren. Der Trapez-Modus f\u00fcgt den Impulsen benutzerdefinierte Anstiegs- und Abfallzeiten hinzu und bildet so reale Last\u00e4nderungen wie Motorstarts oder Kondensator-Einschaltstr\u00f6me besser nach. Sie k\u00f6nnen jede Kurvenform auf einen DC-Offset \u00fcberlagern, um eine Kleinsignalst\u00f6rung auf einen nominalen Laststrom aufzupr\u00e4gen. Amplitude, Offset, Frequenz, Tastgrad und Rampenzeit lassen sich \u00fcber dieselbe Befehlsschnittstelle konfigurieren wie alle anderen Einstellungen. Diese enge Integration macht den externen Kurvenformgenerator, die BNC-Kabel und die Impedanzanpassungssorgen \u00fcberfl\u00fcssig, die separate Instrumente mit sich bringen. Dar\u00fcber hinaus ist die Kurvenformerzeugung perfekt mit der Lastregelungsschleife synchronisiert.<\/p>\n\n\n\n Die europ\u00e4ische Automobilindustrie hat einen Satz leitungsgef\u00fchrter Transienten-Pr\u00fcfimpulse nach der DIN 40839 Kfz-Pr\u00fcfnorm<\/a> standardisiert. Diese Impulse simulieren die elektrischen St\u00f6rungen, die im Bordnetz eines Fahrzeugs auftreten k\u00f6nnen \u2013 schnelle Transienten durch Relaisschaltungen, hochenergetische St\u00f6rimpulse durch Lastabwurf des Generators und komplexe modulierte Wellenformen aus elektronischen Systemen. Um diese Impulse als Laststromprofile nachzubilden, muss das Instrument frei programmierbare Stromkurvenformen mit ausreichender zeitlicher Aufl\u00f6sung und Bandbreite erzeugen.<\/p>\n\n\n\n Unsere F\u00e4higkeit zur Erzeugung frei programmierbarer Kurvenformen als elektronische Last erm\u00f6glicht es Ihnen, jedes beliebige Stromprofil als eine Sequenz von Zeit-Wert-Punkten zu definieren. Sie k\u00f6nnen diese \u00fcber das Frontpanel eingeben, aus einer CSV-Datei importieren, die von einer realen Messung stammt, oder aus einer vorinstallierten Bibliothek ausw\u00e4hlen, die die Standard-Impulsformen nach DIN 40839 enth\u00e4lt. Die Rampenfunktion stellt die einfachste Form einer frei programmierbaren Kurvenform dar: ein linearer \u00dcbergang zwischen zwei Stromsollwerten \u00fcber eine benutzerdefinierte Zeit. Sie wird h\u00e4ufig f\u00fcr Entlade-Abschaltrampen von Batterien und zur \u00dcberpr\u00fcfung des Sanftanlaufverhaltens verwendet. Die IU-Tabellenfunktion erm\u00f6glicht es Ihnen, eine statische Spannungs-Strom-Beziehung mithilfe einer Nachschlagetabelle zu definieren. Wenn sich die Quellspannung \u00e4ndert, passt das Instrument seine Stromaufnahme automatisch gem\u00e4\u00df der Tabelle an, ohne jeglichen externen Steuerungseingriff. Dies ist besonders n\u00fctzlich, um nichtlineare Lasten wie Gleichstrommotoren, Brennstoffzellenstapel oder Konstantleistungsger\u00e4te mit einer definierten IU-Kennlinie nachzubilden.<\/p>\n\n\n\n Beachten Sie, dass die elektronische Last mit frei programmierbaren Kurvenformen nur den Strom steuert, den sie ihrem DC-Eingang entnimmt. Die zu pr\u00fcfende externe Quelle bestimmt die am Eingang anliegende Spannung. Um eine vollst\u00e4ndige Transiente eines Fahrzeugbordnetzes nachzubilden, muss die externe Quelle die erforderliche Spannungskurvenform erzeugen, wobei die DC-Last die entsprechende Stromsenke bereitstellt. Diese Aufgabenteilung \u2013 Quellspannung, Laststrom \u2013 ist der Architektur einer DC-Last inh\u00e4rent. Wir haben die Arbitr\u00e4rsignal-Engine so konzipiert, dass sie mit jeder programmierbaren DC-Quelle zusammenarbeitet, die gleichzeitig getriggert werden kann. Der Bus zur Synchronisation mehrerer Ger\u00e4te koordiniert bei Bedarf die Spannungskurvenform der Quelle mit der Stromkurvenform der Last.<\/p>\n\n\n\n Zwei Anwendungsbereiche, in denen eine r\u00fcckspeisef\u00e4hige DC-Last<\/a> unmittelbaren Nutzen bringt, sind Batterie-Entladetests und die MPP-Tracking-Messung von Solarmodulen.<\/p>\n\n\n\n Batterie-Entladetests sind die grundlegende Methode zur Bestimmung von Kapazit\u00e4t, Innenwiderstand und Alterungsverhalten. Das Instrument entzieht der Batterie ein kontrolliertes Strom-, Leistungs- oder Widerstandsprofil, bis die Spannung eine benutzerdefinierte Abschaltgrenze erreicht. Es misst und speichert die akkumulierten Amperestunden und Wattstunden. Dar\u00fcber hinaus speist das Energier\u00fcckspeisesystem die entnommene Energie zur\u00fcck ins Netz, was Langzeit-Zyklentests wirtschaftlich und \u00f6kologisch nachhaltig macht.<\/p>\n\n\n\n Die USB-Datenaufzeichnung schreibt die Testdaten direkt auf ein USB-Laufwerk und erstellt so eine eigenst\u00e4ndige Aufzeichnung, die keine Netzwerkverbindung voraussetzt. Europ\u00e4ische Forschungsumgebungen, in denen IT-Richtlinien einen dauerhaften Netzzugriff f\u00fcr Pr\u00fcfger\u00e4te einschr\u00e4nken k\u00f6nnen, sch\u00e4tzen diese Funktion besonders. Das Laden der Batterie erfordert eine externe DC-Quelle; das Instrument \u00fcbernimmt nur den Entladeteil des Testzyklus. Diese Trennung von Lade- und Entladefunktion erlaubt es Ihnen, die optimale Quelle zum Laden unabh\u00e4ngig von der zur Entladung verwendeten Last zu w\u00e4hlen. Es spiegelt auch wider, wie die meisten Batteriepr\u00fcflabore ihre Arbeitsabl\u00e4ufe organisieren.<\/p>\n\n\n\n Das MPP-Tracking von Solarmodulen ist, wie wir es in diesem Instrument implementieren, eine Messfunktion und keine Simulation. Die Last entnimmt Strom aus einem echten Photovoltaikmodul oder -array, w\u00e4hrend sie ihre Eingangsspannung \u00fcber den Betriebsbereich des Moduls verf\u00e4hrt. Bei jedem Spannungsschritt berechnet und zeichnet sie die Leistung auf. Die MPP-Tracking-Funktion identifiziert die Spannung und den Strom, bei denen das Modul die maximale Leistung liefert. Sie nutzen diese Daten, um Modulspezifikationen zu verifizieren, die Leistung unter variierender Einstrahlung und Temperatur zu charakterisieren und die MPP-Tracking-Funktion von Ladereglern und Wechselrichtern zu validieren, wenn sie mit dem tats\u00e4chlichen Modul getestet werden. Die USB-Datenaufzeichnung des Instruments erfasst die komplette IU-Kennlinie und die abgeleiteten MPP-Parameter f\u00fcr die Berichterstellung und Analyse. Dies stellt folglich einen direkteren und physikalisch repr\u00e4sentativeren Test dar als die Verwendung eines Solarsimulators, da Sie das Modul selbst charakterisieren.<\/p>\n\n\n\n Ein modernes Pr\u00fcfger\u00e4t muss sich in eine Vielzahl von Steuerungsumgebungen integrieren lassen, von einem Python-Skript auf dem Laptop eines Ingenieurs bis zu einer Siemens-SPS in der Fabrikhalle. Die von uns bereitgestellten Kommunikationsschnittstellen sind daher ein grundlegender Teil des Designs. Sie bestimmen, wie einfach Sie das Instrument in bestehende Arbeitsabl\u00e4ufe einbinden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n Die Ethernet-Fernsteuerung dient als prim\u00e4re Schnittstelle f\u00fcr die Laborautomatisierung. Sie bietet SCPI-Befehlszugriff \u00fcber eine Standard-TCP\/IP-Verbindung. Die meisten Frameworks f\u00fcr die Pr\u00fcfautomatisierung, einschlie\u00dflich LabVIEW, Python und MATLAB, nutzen diese Schnittstelle zur Steuerung des Instruments. Die USB-Datenaufzeichnung bietet einen unabh\u00e4ngigen, eigenst\u00e4ndigen Datenaufzeichnungspfad, der direkt auf ein entfernbares USB-Laufwerk schreibt. Dies erweist sich bei \u00dcbernacht-Tests als unsch\u00e4tzbar wertvoll, wenn die Netzwerkverbindung unzuverl\u00e4ssig sein kann, und liefert eine manipulationssichere Aufzeichnung f\u00fcr die Compliance-Berichterstattung. Wir integrieren ebenfalls eine RS232-Kommunikationsschnittstelle f\u00fcr die Kompatibilit\u00e4t mit \u00e4lteren Systemen. Obwohl ihre Bandbreite begrenzt ist, sorgen ihre Einfachheit und Zuverl\u00e4ssigkeit daf\u00fcr, dass sie in vielen seit langem etablierten Pr\u00fcfaufbauten weiterhin verwendet wird.<\/p>\n\n\n\n F\u00fcr die industrielle Automatisierung unterst\u00fctzen wir vor Ort installierbare Kommunikationsmodule. Ein CANopen<\/a>-Schnittstellenmodul bietet eine direkte Anbindung an die CAN-basierten Netzwerke, die in Automobil-Pr\u00fcfzellen und vielen industriellen Steuerungssystemen dominieren. Ein Profibus<\/a>-Schnittstellenmodul erm\u00f6glicht die Integration in die installierte Basis von Siemens-SPSen in europ\u00e4ischen Fabriken. Ein ModBus-TCP-Schnittstellenmodul unterst\u00fctzt Anwendungen in der Geb\u00e4udeautomation, Energie\u00fcberwachung und \u00fcbergeordneten Leittechnik. Ein EtherCAT-Schnittstellenmodul bietet harte Echtzeitkommunikation f\u00fcr Anwendungen, die eine deterministische Latenzzeit erfordern. Diese Module werden in einen dedizierten Schacht auf der R\u00fcckseite gesteckt. Die Firmware des Instruments pr\u00e4sentiert einen konsistenten Befehlssatz, unabh\u00e4ngig davon, welches Modul installiert ist. Sie m\u00fcssen keinen anderen Befehlsaufbau f\u00fcr jeden Feldbus lernen; das Modul \u00fcbersetzt den SCPI-Befehlssatz in das entsprechende Protokoll.<\/p>\n\n\n\n Die Programmierbarkeit \u00fcber die analoge Schnittstelle rundet die Kommunikationsoptionen ab. Ein galvanisch getrennter Analogstecker stellt Eing\u00e4nge f\u00fcr den Stromsollwert und Ausg\u00e4nge f\u00fcr die \u00dcberwachung von Ist-Strom und Ist-Spannung sowie Statussignale bereit. Dadurch k\u00f6nnen Sie das Instrument direkt von einem Echtzeitsimulator, einer SPS mit analogen E\/A oder jedem System, das eine analoge Steuerspannung erzeugt, ansteuern. Die analoge Schnittstelle ist der bevorzugte Steuerpfad f\u00fcr Hardware-in-the-Loop-Anwendungen. In diesen F\u00e4llen muss der Regelkreis in einigen zehn Mikrosekunden schlie\u00dfen. Seine Bandbreite \u00fcbertrifft die jedes digitalen Busses. Die analogen und digitalen Schnittstellen erg\u00e4nzen sich gegenseitig. Die digitale Schnittstelle \u00fcbernimmt Konfiguration, Ablaufsteuerung und Datenabruf, w\u00e4hrend die analoge Schnittstelle bei Bedarf den Hochgeschwindigkeits-Steuerpfad handhabt.<\/p>\n\n\n\n Der europ\u00e4ische Pr\u00fcfger\u00e4temarkt weist Eigenschaften auf, die das Instrumentendesign grundlegend beeinflussen. Die gesetzlichen Anforderungen an Sicherheit und elektromagnetische Vertr\u00e4glichkeit sind umfassend und werden streng durchgesetzt. Anwender sch\u00e4tzen Energieeffizienz nicht nur zur Kostensenkung, sondern auch im Einklang mit den Umweltrichtlinien ihrer Unternehmen. Die Lebenszyklen von Instrumenten sind lang. Ein heute gekauftes Ger\u00e4t kann in zehn oder f\u00fcnfzehn Jahren noch t\u00e4glich im Einsatz sein, und die Anwender erwarten w\u00e4hrend dieses gesamten Zeitraums Kalibrierunterst\u00fctzung, Ersatzteile und Firmware-Updates. Diese \u00dcberlegungen haben unsere Designentscheidungen von Anfang an gepr\u00e4gt.<\/p>\n\n\n\n Wir haben das Instrument f\u00fcr das 3-HE-Einschubgeh\u00e4use und den standardm\u00e4\u00dfigen 19-Zoll-Einbau entworfen, die in europ\u00e4ischen Laboren allgegenw\u00e4rtig sind. Das mechanische Design priorisiert den Servicezugang, sodass ein geschulter Techniker Wartungsarbeiten durchf\u00fchren kann, ohne das Ger\u00e4t ins Werk zur\u00fccksenden zu m\u00fcssen. Die Firmware unterst\u00fctzt Feldaktualisierungen \u00fcber USB oder Ethernet, ohne dass spezielle Programmierwerkzeuge erforderlich sind. Sie k\u00f6nnen die Kalibrierung mit Standard-Laborausr\u00fcstung durchf\u00fchren. Die Kalibrierkonstanten sind in einem nichtfl\u00fcchtigen Speicher abgelegt und gegen unbefugte \u00c4nderungen gesch\u00fctzt. Dies sind keine erweiterten Funktionen; es sind grundlegende Erwartungen des europ\u00e4ischen Marktes, und wir erf\u00fcllen sie selbstverst\u00e4ndlich in unserem Design.<\/p>\n\n\n\nIntegrierte gegen\u00fcber modularer Bauweise<\/h3>\n\n\n\n
Energier\u00fcckspeisung als Ausgangspunkt<\/h2>\n\n\n\n
Entwicklung der Netzschnittstelle<\/h3>\n\n\n\n
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<\/figure>\n\n\n\nLastseitige Regelung: CC, CV, CP, CR aus der Lastperspektive<\/h2>\n\n\n\n
Die vier Regelbetriebsarten<\/h3>\n\n\n\n
Sanfte Betriebsarten\u00fcberg\u00e4nge<\/h3>\n\n\n\n
Modular und skalierbar: \u00dcber eine einzelne Box hinausdenken<\/h2>\n\n\n\n
Eine gemeinsame Plattformarchitektur<\/h3>\n\n\n\n
Isolierte Mehrkanal-Konfigurationen<\/h3>\n\n\n\n
Parallelbetrieb und Master-Slave-Stromaufteilung<\/h2>\n\n\n\n
Die Notwendigkeit einer aktiven Stromsymmetrierung<\/h3>\n\n\n\n
Analoge Stromaufteilung und Synchronisation<\/h3>\n\n\n\n
Die Argumente f\u00fcr eine integrierte Kurvenform-Engine<\/h2>\n\n\n\n
Dynamische Lastprofile<\/h3>\n\n\n\n
Integrierte Kurvenformentypen<\/h3>\n\n\n\n
DIN 40839 und die Grenzen frei programmierbarer Kurvenformen<\/h2>\n\n\n\n
Normen f\u00fcr Kfz-Transienten<\/h3>\n\n\n\n
Erstellung frei programmierbarer Kurvenformen<\/h3>\n\n\n\n
Koordination von Quelle und Senke<\/h3>\n\n\n\n
Batterie-Entladetests und MPP-Tracking<\/h2>\n\n\n\n
Batterie-Entladetests<\/h3>\n\n\n\n
MPP-Tracking von Solarmodulen<\/h3>\n\n\n\n
Die Kommunikationsstruktur: Ethernet, USB, RS232 und Feldbus-Module<\/h2>\n\n\n\n
Digitale Standardschnittstellen<\/h3>\n\n\n\n
Feldbus-Module und analoge Ansteuerung<\/h3>\n\n\n\n
![\"R\u00fcckseite](\"https:\/\/tps-elektronik.com\/wp-content\/uploads\/2026\/07\/20260727-3.jpg\")
<\/figure>\n\n\n\nEntwicklung f\u00fcr den europ\u00e4ischen Kontext<\/h2>\n\n\n\n
Wohin wir von hier aus gehen<\/h2>\n\n\n\n