EA Elektro-Automatik 的可编程、双向、宽范围直流电源与基于 PC 的EA Power Control 软件相结合，为电动汽车和混合动力汽车的 OEM 提供了一种快速、准确和经济高效的方法来测试其高压电子系统是否符合 LV123 标准。

引言

LV123是一种为德国汽车 OEM 制定的测试标准，旨在测试混合动力汽车和电动汽车中的高压 (HV) 组件的电气特性和安全性。这些测试涵盖一系列电子系统，包括 DC/DC 转换器、车载充电器、逆变器、电池等。为了确保汽车系统的持续运行，测试模拟了各部件可能遇到的极端现实条件，例如输入电压或输出需求低于或高于正常水平。

这里我们将讨论 LV123 的规格，并将介绍如何通过特性组合使 EA Elektro-Automatik (EA) PSB 10000（可编程宽范围双向直流电源）成为面向混合动力汽车和电动汽车应用的LV123测试的理想解决方案。

按照 LV123 标准进行测试

LV123 电气测试标准被列入德国电动汽车制造商（宝马、奥迪、戴姆勒、大众和保时捷）所采用的一系列测试要求中。作为高压电子系统的制造商，其产品必须符合 LV123 标准要求。这种系统性方式，加之测试参数的透明化定义，能够实现参与者之间的鉴定结果交换、以及不同制造商之间的产品鉴定对比。

LV123 测试条件（如下一节所述）定义了特定运行场景下的输入电压变化。这些场景描述了高压部件的运行状态（被测系统的运行状态范围为“全面运行”至“合格运行状态”）。其目标明确在于：经 LV123 认证的组件或系统，在一定的非标准工作条件下也不会发生故障。

LV123 测试条件和测试程序

LV123 以有条不紊的方式涵盖了高压 (60-1500 VDC) 系统。 表1汇总了LV123 中规定的测试限值。表 2 定义了具体的高压状态运行范围 (B1-B4)。

表1：LV123运行状态与工作电压范围

表2：系统运行状态定义

为了有效地开展 LV123 合规测试，被测设备 (DUT) 应接受模拟运行负载的测试。例如，电池充电器（配置有恒定电流或恒定电压输出）应在模拟电池充电模式下运行。具有恒定电压输出的直流-直流转换器应连接到负载组，更好的方式是，连接到可编程直流电子负载。

LV123 合规测试涉及一系列测试，其中施加到被测设备上的电压在不同的工作范围条件下变化。这些测试旨在将电气组件置于电动汽车和混合动力汽车运行过程中可能遇到的真实环境中。

执行这些测试需要能够产生这些复杂序列的可编程直流电源。而且，如前所述，需要能够模拟 DUT 输出需求的可编程直流电子负载才能完成整个测试流程。

图 1 至图 4 是 LV123 测试标准定义的测试程序的示例。在这四种情况下，输入电压都从一个条件 (Bx) 转换为另一个条件。并且，每种情况下，都定义了每个条件的持续时间以及条件之间的转换时间（转换速率）。

图1. 运行能力不受限的范围

图2. 运行能力上限

图3. 运行能力下限

图 4. 受控电压范围。 运行能力非常有限

PSB 10000 特性与功能

接下来将介绍如何以特殊方式组合 EA-PSB 10000 双向直流电源的特性和功能，以适用于 LV123 鉴定测试。

EA Power Control 软件

——程控测试模式

测试配置文件，如图1-4中 LV123 所述，通常使用 PSB 10000 和其他可编程直流电源中的“任意波形发生器”功能进行编程。该功能允许对测试程序中步骤的数量和类型进行几乎无限制的设置。但在 LV123 测试中，与 EA Power Control 应用软件相结合的 PSB 10000 电源能够提供更为便利的测试方式。

基于 PC 的 EA Power Control 软件拥有“Automotive”（汽车）功能，其中包含若干适用于 LV123 测试的预定义程序。 这些程序基于该标准中定义的参数分别定义了测试电压序列。可以自动生成具体的测试程序，然后再上传至 PSB 10000。

图5显示了PC显示屏上的“Function Generator”（函数发生器）功能。选择“Automotive”（汽车）选项卡和“LV123”模式后，便会显示所选定的 LV123 测试程序的设置详情。 用户只需要在Step 1（步骤 1）下选择测试和电压范围，然后单击“calculate”（计算），软件便会自动填写Step 2: Sequence setup（步骤 2：程序设置）的参数。 在“Control Setup”（控制设置）面板中规定循环次数。 此面板还允许显示测试模式的图形表示。随后，便可以将测试程序通过Ethernet 或 USB 上传至 PSB 10000。

图5. PC显示屏显示了所选择的LV123测试配置文件的设置详情

真正的宽范围输出特性

如图 1-4 所示，在执行特定 LV123 测试程序期间，可能施加大量不同的电压。PSB-10000 系列的单机电压输出可高达 2000 VDC，能够满足众多电压需求，此外，该系列还具有自动量程功能。

自动量程功能是指可编程直流电源在宽输出电压和电流范围内提供其额定的最大功率，使设备具有宽范围输出特性。这种宽范围特性有别于常见的“矩形”电源。如图 6 所示，矩形电源能够在矩形框限值范围内的电压/电流组合条件下工作。电源的额定功率由最大电压和最大电流的单点定义。相比之下，宽范围电源可以在广泛的电压和电流组合范围内（阴影区域所示）提供最大额定功率。

如果直流可编程电源不具备宽范围特性，则需要使用具有更高额定值的电源，这不仅会导致成本增加，而且当设备在较低功率下工作时，还会导致效率大幅波动。

图6. 标准（矩形电源）工作范围与具有相同功率额定值的宽范围电源之间的比较

回馈式输出

PSB 10000 电源还能作为回馈式电子负载。具有回馈式输出的电子负载不仅能够提供指定的负载特性，它还配备有内部微型逆变器，用于将吸收的能量送回交流电源。

回馈式负载的秘诀在于后端转换系统。 如图 7 所示，直流能量流入直流-直流转换器，该转换器连接到直流-交流逆变器（电流源），然后与配电网同步以回收能量。 这项技术与光伏并网逆变器相似。

图 7. 电子负载直流输出应用于并网逆变级

可编程负载配置文件

PSB 10000 双向电源能够用作可编程直流电源或可编程电子负载。利用设备内置的任意波形发生器（图 8），能够模拟负载，以模拟所选被测设备的实际工作条件。

图8. 任意波形发生器，用于配置由DUT输出驱动的负载

· EA Elektro-Automatik 的PSB双向直流电源集电源、电子负载和函数发生器于一体。

· 经预先编程的 Power Control 软件 LV123 测试程序无需对包含一系列复杂步骤的任意波形进行编程。

· 真正的宽范围输出特性让 PSB 10000 可编程直流电源能够处理多样化的电压/电流组合变化，无需使用更高的额定功率，亦可满足测试条件。

· 可编程电子负载配置文件提供了由DUT驱动的负载的精确表示。

· PSB 10000 作为直流电子负载时，可实现高达96%的能量回馈效率，将测试电力送回电网。

小结

欧洲汽车测试标准 LV123 是一个完善的标准，允许电子部件制造商对其设备和系统进行认证，以供所有主要欧盟汽车制造商购买。EA  电源加载的 LV123 合规测试使OEM能够在其设备上高效且经济地进行规定的测试。特性和功能的强强组合让 PSB 10000 系统成为了这项应用的理想之选。总结其优点包括：

关于德国 EA 电源

研发制造先进的功率电子产品

EA Elektro-Automatik 自 1974 年以来一直生产先进的可编程直流电源、大功率机柜系统和电子负载，是欧洲双向电源和回馈式电子负载的知名品牌。EA 的自动量程(宽范围输出)电源在输出功率灵活性、密度和运行效率方面具有显著优势。2011 年，EA 在上海成立分公司医蔼贸易(上海)有限公司，在中国市场直接开展业务，为客户提供售前技术咨询、销售业务服务、产品校准及售后维修。

关键词:EA 电源 直流电源

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来 源：德国 EA 电源

编辑：清风

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