Bild 1: TOE 7621 – ein Vier-Quadranten-Netzgerät mit extrem hoher Anstiegsgeschwindigkeit und hoher Quellen- und Senkenleistung.

Bild 1: TOE 7621 – ein Vier-Quadranten-Netzgerät mit extrem hoher Anstiegsgeschwindigkeit und hoher Quellen- und Senkenleistung.Toellner

In zunehmendem Maße werden schnelle Prüfsignale zusammen mit ausreichender Leistung benötigt. Sei es zur Simulation von Bordnetzspannungen oder auch zur Erzeugung von leistungsstarken Störimpulsen. Ab sofort erfolgt die Bereitstellung der dafür erforderlichen Leistung durch ein Vier-Quadranten-Netzgerät der Baureihe TOE 7620 von Toellner.

In verschiedenen Spannungsversionen mit bis zu ±100 V stehen diese Geräte zur Verfügung und verarbeiten Leistungen als Quelle und als Senke bis zu 320, kurzzeitig bis zu 1000 W.

Die Leistungsbandbreite reicht von DC bis 100 kHz; somit kann der TOE 7620 die Aufgaben einer Gleich- und Wechselstromquelle gleichermaßen übernehmen. Bei reduzierter Aussteuerung (etwa 5 Vss) lassen sich sogar steigende oder fallende Flanken von 1 µs realisieren.

 Bild 2: Eingangsverstärker mit variabler Amplitudenanpassung zur präzisen Amplitudeneinstellung , mit Limit- Funktionen für Spannung und Strom, Bandbreiteneinstellung sowie Einstellung von DC-Offset und des Innenwiderstandes (Potis oben rechts).

Bild 2: Eingangsverstärker mit variabler Amplitudenanpassung zur präzisen Amplitudeneinstellung , mit Limit- Funktionen für Spannung und Strom, Bandbreiteneinstellung sowie Einstellung von DC-Offset und des Innenwiderstandes (Potis oben rechts). Toellner

Ein Vier-Quadranten-Netzgerät mit DC-Verstärkung wie der TOE 7620 erweitert so die Prüfmöglichkeiten im Bereich schneller Störsignale mit Anstiegszeiten im Mikrosekundenbereich.

In den Bildern 2 bis 5 sind die wesentlichen Funktionsgruppen des TOE 7621-20 dargestellt.

Die Funktion des TOE 7620 lässt sich auf vier Hauptgruppen unterteilen: Eingangsstufe, Zwischenverstärker, Leistungsendstufe und das Netzteil für die Leistungsendstufe und die Hilfsversorgung.

Über einen Spannungsteiler der Eingangsstufe gelangt das Eingangssignal (± 5 oder ± 10 V für Vollaussteuerung) zum Eingangsverstärker. Hier wird zunächst die Variation der Gesamtverstärkung schaltungsmäßig ausgeführt.

Neben der Bereitstellung eines DC-Offsets wird hier zudem die Variationsmöglichkeit des Innenwiderstandes des Hauptausganges festgelegt. Am Ausgang des Eingangsverstärkers steht nun ein aufbereitetes Signal mit einer maximalen Amplitude von ± 5 V zur Weiterverarbeitung zur Verfügung.

Bild 3: Zwischenverstärker „Reglereinheit“ zur Erzeugung der Ausgangsspannung mit Monitor-Baugruppe (liefert ±5 V zum Ausgang auf der Rückseite).

Bild 3: Zwischenverstärker „Reglereinheit“ zur Erzeugung der Ausgangsspannung mit Monitor-Baugruppe (liefert ±5 V zum Ausgang auf der Rückseite). Toellner

Der auf die Eingangsstufe folgende Zwischenverstärker bereitet das an seinem Eingang anliegende und vom Eingangsverstärker aufbereitete Signal (± 5 V) für die Leistungsendstufe auf. Modellabhängig wird nun aus dem ± 5 V-Signal ein Spannungssignal von ± 10 bis zu ± 100 V generiert.

Neben der Bandbreiteneinstellung werden in dieser Baugruppe die Werte und Signale für den Konstantspannungs- und Konstantstrom-Modus bereitgestellt.

Außerdem enthält die Baugruppe den Power-Manager zur Erzeugung der maximalen Senkenleistung, die Limit-Einstellungen für Spannung und Strom sowie die Erzeugung der Monitorspannungen für Spannung und Strom. Ebenfalls ist in dieser Baugruppe die Hilfsversorgung untergebracht.

Bild 4: Leistungs-Endstufe mit Überlasterkennung, Lüftersteuerung und Ausgangskreis. Der Spannungsfolger erzeugt mit linearen 20 PNP- und 20 NPN-Bipolar-HF-Transistoren den Ausgangsstrom. Der Lüfter befindet sich links im Kühlkörper.

Bild 4: Leistungs-Endstufe mit Überlasterkennung, Lüftersteuerung und Ausgangskreis. Der Spannungsfolger erzeugt mit linearen 20 PNP- und 20 NPN-Bipolar-HF-Transistoren den Ausgangsstrom. Der Lüfter befindet sich links im Kühlkörper.Toellner

Die Leistungsendstufe erhält ihr Eingangssignal vollkommen aufbereitet aus dem Zwischenverstärker. In der Endstufe wird lediglich das spannungsmäßig vorhandene Signal mit der notwendigen Stromergiebigkeit zur Verfügung gestellt.

Überlasterkennung, eine komfortable Lüftersteuerung und ein Ausgangskreis, der die galvanische Trennung des Ausgangs gewährleistet, runden das Schaltungskonzept dieser Baugruppe ab.

Für die Versorgung der Leistungsendstufe und die Erzeugung der Hilfsversorgungsspannungen ist das Netzteil ausgelegt. Die Netz-Versorgungsspannung (115 V / 230 V / 50 bis 60 Hz) gelangt über einen Spannungswahlschalter zu den Netztransformatoren.

Nach potenzial-getrennter Transformation, Gleichrichtung und Filterung stehen verschiedene DC-Spannungen für die entsprechenden Baugruppen zur Verfügung.

Bild 5: Blick ins Innere des TOE 7621-20. Links das Netzteil mit zwei Transformatoren, den Gleichrichtern mit zugehörigen Elkos. Rechts im Bild die Endstufe.

Bild 5: Blick ins Innere des TOE 7621-20. Links das Netzteil mit zwei Transformatoren, den Gleichrichtern mit zugehörigen Elkos. Rechts im Bild die Endstufe. Toellner

Zusammen mit einem Arbiträr-Funktions-Generator als steuernde Quelle (zum Beispiel TOE 7761) ergibt sich mit dem TOE 7620 ein flexibles Prüfsystem zur Erzeugung nahezu beliebiger Signalformen mit hoher Genauigkeit, hoher Geschwindigkeit und großer Ausgangsleistung.

Neben Einsatzmöglichkeiten im Automobil- und Flugzeugbau sind als weitere Anwendungsmöglichkeiten zu nennen: Ultraschall, Einsatz als Gleich- und Wechselstromquelle für Elektromotoren sowie im Bereich Solarzellen oder Helmholtzspulen.

 Bild 6: Präzise Rechteck-Ausgangsspannung: ±20 V bei 320 W Last, f = 50 kHz und tr/tf ≤ 2,5 µs.

Bild 6: Präzise Rechteck-Ausgangsspannung: ±20 V bei 320 W Last, f = 50 kHz und tr/tf ≤ 2,5 µs.Toellner

Dauerlastfestigkeit bei sehr guten technischen Daten und eine Produktpalette mit verschiedenen Spannungsversionen erschließen diesen Vier-Quadranten-Netzgeräten ein breites Anwendungsfeld.

Die Vier-Quadranten-Netzgeräte sind ab 4500,- Euro bei Toellner zu beziehen.

Merkmale des TOE 7620

  • ·          320 W Quellen- und Senkenleistung, kurzzeitig bis zu 1000 W,
  • ·          Konstantspannungs- und Konstantstrombetrieb,
  • ·          Leistungserweiterung durch Parallelschaltung,
  • ·          hohe Leistungsbandbreite,
  • ·          400 kHz Übertragungsbandbreite bis 4 Vss Ausgangsspannung,
  • ·          einstellbarer Ausgangswiderstand im CV-Modus,
  • ·          Dauerlastfestigkeit,
  • ·          einfach zu bedienen.