作者：ERIC TURNER，Intepro Systems

負載組通常用于電源和其他功率轉換設備（包括電機驅動器和逆變器）的產品設計和生產測試。負載組有兩種形式：基本（本質上是一組功率電阻器）和采用有源電路來動態(tài)模擬不斷變化的負載曲線的電子系統(tǒng)。作為產品最終生產測試的一部分，負載組通常用于執(zhí)行產品老化以消除早期故障（嬰兒死亡率）。電子負載經常集成到自動化測試系統(tǒng)中。測試配置文件要么存儲在單元中，要么通過計算機接口上傳，以便可以編譯測試數據以用于報告或存檔目的。 ?

大多數負載組的共同點是它們占用空間、消耗大量能量并產生熱量和噪音。本文介紹了具有再生輸出或 ELR 的電子負載解決這些問題的方法。它還介紹了工程師在談到 ELR 提供的顯著優(yōu)勢時提出的典型問題，以及在現(xiàn)場使用 ELR 的制造商的答案。

負載銀行問題

一般而言，負載組具有許多可能對效率、易用性、工作環(huán)境質量和費用產生負面影響的共同特征。最明顯的問題是能源消耗。例如，一個典型的 10 kW 負載組將消耗超過 10 kW 的功率以提供該功能。

高功耗導致冷卻問題，因為必須處理來自負載的熱量。小型負載組可能只需要增加空調，大多數負載都是風扇冷卻的，這進一步增加了能源消耗，并且還會顯著增加環(huán)境噪音水平。對于需要水冷的負載組，可能會產生能源成本和大量安裝費用。 ?

由于許多負載組的功耗和冷卻要求，這些單元可能很大、笨重且有時無法移動。

帶再生輸出的電子負載

上述所有問題都與負載組產生的能量浪費有關。但是，如果可以捕獲大部分能量呢？答案是肯定的。如何？通過使用與電力線輸入同步的逆變器級將電力重定向回公用事業(yè)。

圖 1說明了這種閉環(huán)系統(tǒng)是如何運行的。從主電源向被測設備供電。具有再生輸出 (ELR) 的電子負載提供規(guī)定的負載曲線和用于將電源返回到主電源的內部微型逆變器。

圖 1：閉環(huán)再生負載測試系統(tǒng)。

ELR 方法的結果非常顯著——總能耗降低了 93%。它還對裝置的尺寸、冷卻要求和可聽噪聲有顯著影響。在 10kW 時，ELR 僅散發(fā) 700W 的熱量（這與典型的吹風機大致相同）。只需簡單的插頭連接到標準線路電壓即可。

僅耗散 700W 的熱量的其他幾個好處意味著更小的冷卻風扇，這可以減少可聞噪音以實現(xiàn)耳語般安靜的運行。與典型的風冷負載相比，再生負載的功率密度也高出 2-3 倍，從而減少了機架或工作臺空間。

實施再生負載組的秘訣是后端轉換系統(tǒng)。如圖2所示，直流能量流入 DC-DC 轉換器，該轉換器連接到 DC-AC 逆變器（電流源），然后與配電網同步以回收能量。該技術類似于并網光伏逆變器 (PV)。?

圖 2：電子負載直流輸出應用于并網逆變器級。??

關于 ELR 的問答

當測試工程師研究 ELR 技術時，經常會出現(xiàn)問題，因為它的好處似乎好得令人難以置信。Intepro Systems 目前有幾種型號的 ELR 系統(tǒng)正在生產中，因此我們編制了以下典型問題列表和我們的回答：

問題：我的能量計會倒轉嗎？

回答： ELR 可回收高達 95% 的負載能量并將其循環(huán)回設施的交流電源網絡。在大多數情況下，從 ELR 回收的電力遠低于建筑物本地配電網絡消耗的電力（圖 3）；所以，不，儀表不會倒轉——但它會大大減慢。

圖 3：ELR 通常只占總公用事業(yè)負載的一小部分。 ??

問題：我可以將 ELR 連接到獨立電源嗎？

回答： 是的，如果設施有獨立的電源，例如發(fā)電機、光伏系統(tǒng)或電池，并且被測單元不從公用事業(yè)公司獲取電力，則可以連接。在這種情況下，ELR 是本地網絡的凈貢獻者。

問題： 如果公用電網掉線并且直流能量是從未連接到電網的設備中產生的，會發(fā)生什么？在這種情況下，ELR 會繼續(xù)提供電力并可能會震驚某人嗎？

答： 不可以。ELR 必須包括一個自動電網監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)檢測用于電網同步的相電壓和頻率。如果電網退出，ELR 也會退出。這就是所謂的“防孤島效應”，其運行原理與并網太陽能逆變器相同。在 ELR 的情況下，設備只是簡單地關閉并等待操作員將其重新打開。

問題：ELR 比標準負載更昂貴。除了明顯的優(yōu)勢，我如何證明增加的成本是合理的？

答： ELR 裝置的現(xiàn)場經驗表明，通過降低能源成本獲得的投資回報約為三年。

具有再生輸出的電子負載為電源和其他電源轉換系統(tǒng)的負載測試提供了一種綠色解決方案。它們回收了 90% 以上的負載能量。

ELR 的可靠性很高，因為負載消耗的熱量非常少，每千瓦，施加到被測設備上。例如， Intepro 的ELR9000（圖 4）和ELR5000系列 單元不需要并聯(lián)多個 MOSFET 或 IGBT 來處理散熱問題。?

圖 4：Intepro ELR9000 機架式裝置的額定功率高達 10.5 kW。最多可以并聯(lián) 10 個單元來模擬更高的功率負載。

審核編輯 黃昊宇