R&S NGM201 / NGM202
programmierbare Netzgeräte, 1-/2-Kanal
High Precision Source and Sink

Zwei Quadranten: Betrieb als Quelle und Senke

Durch die 2-Quadranten-Architektur können die Netzgeräte sowohl als Quelle, als auch als Senke arbeiten und so Batterien oder Verbraucher nachbilden. Der Wechsel vom Versorgungsbetrieb in den Lastbetrieb erfolgt automatisch. Sobald die von außen angelegte Spannung die eingestellte Soll-Spannung überschreitet, fließt Strom ins Netzgerät. Dies wird durch das negative Vorzeichen bei der Strommessung gekennzeichnet.

Schnelle Datenerfassung (FastLog-Funktionalität)

Die NGM200 Netzgeräte bieten Protokollierungsfunktionen zum Erfassen und Speichern von Spannungs- und Strommessergebnissen an. Im Hochgeschwindigkeits – FastLog- Modus können Daten auf einem externen USB-Speichergerät gespeichert oder über USB oder LAN auf einen externen PC übertragen werden. Bei einer Erfassungsrate von bis zu 500 ksample/s stehen Spannungs- und Stromergebnisse alle 2 μs zur Verfügung. Mit dem zweikanaligen NGM202 kann die Datenerfassung auf beiden Kanälen parallel ablaufen.
Mit dieser Hochgeschwindigkeitserfassung können selbst Spitzen im Mikrosekundenbereich  in Min./Max. Wertespeicher erfasst werden.

Batteriesimulation (Option NGM-K106)

Echte Batterien weisen je nach Batterietyp und Ladezustand unterschiedliche Eigenschaften auf. Kapazität, Leerlaufspannung (Voc) und äquivalenter Serienwiderstand (ESR) sind wichtige Batterieeigenschaften, die vom Ladezustand (SoC) abhängen. Mit der Option NGM-K106 können Benutzer das Verhalten von Batterien unter verschiedenen Ladebedingungen simulieren, z.B. beim Einschalten eines Prüflings.
Um ein Batteriemodell zu definieren, können die Daten der Batterie einfach über den integrierten Batteriemodell-Editor eingegeben werden. Datensätze für die gängigen Batterietypen Pb, LiIon, NiCd und NiMH stehen als vorkonfigurierte Dateien zur Verfügung.

Insbesondere wenn batteriebetriebene Geräte auf Lebensdauer optimiert werden müssen, muss das Entladeverhalten des verwendeten Batterietyps berücksichtigt werden. Die Batterie-Simulatorfunktion des NGM200 ermöglicht die Simulation der tatsächlichen Batterieleistung. Das Testen kann auf einem ausgewählten Batteriemodell basieren, während die Batteriekapazität, SoC und Voc auf einen beliebigen Status gesetzt werden können, um das DUT unter bestimmten Umständen zu testen.
Das Ladeverhalten eines Akkus kann ebenfalls simuliert werden. Dies ist besonders wichtig bei der Entwicklung von Batterieladegeräten. In dieser Anwendung wird das NGM200 im Senkenmodus verwendet.

Testen von kundenspezifischen Batteriemanagement-Systemen (BMS) für industrielle Anwendungen

Für das Testen und Validieren von Batteriemanagementsystemen können die R&S NGM200 Netzgeräte die einzelnen Batteriezellen simulieren. In vielen Fällen können sie weitaus teurere dedizierte Batteriesimulatoren ersetzen. Die NGM200 verfügen hierzu über einen optionalen Batteriesimulationsmodus, der eine realistische Simulation verschiedener vordefinierter oder benutzerdefinierter Zelltypen ermöglicht.
Bild: Rack mit acht 2-Kanal NGM202 zur Simulation von bis zu 16 Batterie-Zellen verwendet für 48V Systeme.

Messen mit 6 ½ Stellen Auflösung (2 U- und 4 I-Bereiche)
optional messen auch via externem Eingang

Wie andere Stromversorgungen messen die NGM200 Netzgeräte die an den Prüfling gelieferte Spannung. Darüber hinaus aktiviert die Option NGM-K104 einen Port, über den das interne digitale Voltmeter an einen beliebigen anderen Punkt im Prüfling angeschlossen werden kann. In vielen Fällen ist deshalb kein zusätzliches Digitalmultimeter mehr erforderlich. Die Messungen erfolgen in 2 Spannungs- und 4 Strombereichen (5 V, 20 V, 10 mA, 100 mA, 1 A, 10 A) mit einer Auflösung bis zu 5µV, 10nA.

Schnelle Regelung der Ausgangsspannung

Üblicherweise reagieren Netzgeräte auf sprunghafte Laständerungen mit Überschwingen bei langsamen Regelzeiten. Die Ausgangsstufen sind als lineare Verstärker konzipiert. Mit speziell optimierten Regelkreisen werden damit beim NGM200 Ausregelzeiten von < 30 μs erreicht.

Effizienzbewertung eines 12V-5V DC-DC Konverters mittels NGL202 (Applikationbeispiel)

 Wirkungsgradberechnung mit anschl. Auswertung der Messwerte und Diagrammerstellung (Beispiel eines mit Python Script erstellten Prüfablaufs.)

Elektronische Sicherungen

Die Kanäle der NGM200 Netzgeräte sind mit individuell einstellbaren elektronischen Sicherungen ausgestattet. Die Funktion „Fuse delay at output-on“ definiert die Zeitspanne bis zur Aktivierung der Schutzfunktion eines Kanals. Mit der „Fuse delay time“ wird die Empfindlichkeit festgelegt. Die elektronische Sicherung kann beim zweikanaligen NGM202 mit dem anderen Kanal verknüpft werden.

Sicherheitseinstellungen zum Schutz des DUT

Um zu verhindern, dass ein Prüfling durch zu hohe Spannung, Strom oder Leistung zerstört wird, können an den NGM200 Netzgeräten so genannte Safety Limits eingestellt werden. Der Benutzer kann damit vor Beginn seiner eigentlichen Messaufgabe die Einstellwerte seines Netzgeräts auf für den Prüfling ungefährliche Werte begrenzen.

Einfache Bedienung: Touchscreen mit hoher Auflösung

Der großflächige, kapazitive Touchscreen ist das zentrale Element in der Bedienung der NGM200 Netzgeräteserie. Alternativ können Spannung, Strom und die Grenzwerte für die diversen Schutzfunktionen mit dem Drehknopf eingestellt werden. Alle weniger häufig genutzten Funktionen werden über Menüs aufgerufen und bedient.

Große kontrastreiche Anzeigefelder für Spannung und Strom ermöglichen gute Lesbarkeit, auch bei größerer Entfernung. Daneben lassen sich vielfältige Zusatzinformationen wie Leistungswerte oder Statistikwerte darstellen. Über den Status eingestellter Schutz- oder Spezialfunktionen wird der Anwender durch entsprechende Icons informiert.

Sweep Tool (Windows 10)

Dieses kostenfreie Softwaretool, bietet die Möglichkeit einen Spannungs oder Strom Sweep mithilfe der Arbiträrfunktion innerhalb der NGM201 und NGM202 zu erzeugen. Die FastLog-Funktion zeichnet Spannungs- und Stromwerte während des Sweeps auf. Anschließend bestimmt das Applikationsprogramm den Spannungs- und Stromwert für jeden einzelnen Sweep-Schritt und stellt die Ergebnisse in einer Strom-/Spannungskurve (I/V) dar. Das Tool kann zur Charakterisierung diverser zweipoliger Geräte verwendet werden, beispielsweise Dioden, LEDs und Solarzellen. R&S Hersteller Link

Anschlüsse an Front- und Rückseite 

Auf der Geräterückseite befinden sich zusätzliche Anschlüsse für alle Kanäle, einschließlich der Sense-Leitungen, was den Einsatz in Racksystemen vereinfacht. Optional (NGM-K103) sind digitale Ein-/Ausgänge verfügbar, die mit den Funktionen Trigger, Inhibit und Fault belegbar sind. Ein weiterer Anschluss ist konfigurierbar. Die Hardware dieser Option lässt sich über einen separat zu bestellenden Keycode freischalten. Optional ist eine GPIB-Schnittstelle (NGM-B105) erhältlich (Werkseinbau).