Jak wybrać zasilacz laboratoryjny DC: liniowy czy impulsowy, tryby CV/CC i kanały

Zasilacz laboratoryjny zapewnia stabilne, regulowane napięcie DC z ograniczeniem prądu, dzięki czemu można zasilać badany układ bez ryzyka uszkodzenia samego układu ani zasilacza. Wybór sprowadza się zwykle do pięciu pytań: liniowy czy impulsowy, jakie napięcie i prąd są potrzebne, ile wyjść ma mieć urządzenie, jak precyzyjnie trzeba ustawiać i odczytywać parametry wyjściowe oraz czy potrzebne jest sterowanie z komputera. W tym poradniku odpowiadamy na każde z tych pytań i porównujemy zasilacze laboratoryjne FMFPAX wyłącznie na podstawie danych technicznych z ich kart produktowych.

Co oznaczają tryby CV i CC w zasilaczu laboratoryjnym?

CV to tryb stałego napięcia. Zasilacz utrzymuje ustawione napięcie, a obciążenie pobiera tyle prądu, ile potrzebuje, aż do wartości ograniczenia prądowego. CC to tryb stałego prądu. Gdy obciążenie próbuje pobrać więcej niż wynosi ograniczenie, zasilacz przestaje zwiększać prąd i zamiast tego obniża napięcie. Urządzenie przełącza się między tymi trybami automatycznie w zależności od obciążenia, a na większości paneli przednich znajdują się wskaźniki CV i CC, które pokazują aktywny tryb.

Ograniczenie prądowe chroni układ. Praktyczny sposób jego ustawienia: najpierw ustawić napięcie, zewrzeć przewody wyjściowe, obracać pokrętło prądu, aż wyświetlacz pokaże żądaną wartość, następnie usunąć zwarcie i podłączyć układ.

Zasilacz liniowy czy impulsowy: który lepiej sprawdza się na stanowisku laboratoryjnym?

Zasilacz liniowy stabilizuje napięcie, rozpraszając nadmiar w postaci ciepła. Jest zazwyczaj cięższy i mniej wydajny, ale zwykle stanowi cichszy wybór do pracy z wrażliwymi układami analogowymi, audio i RF. Zasilacz impulsowy przetwarza energię z wysoką częstotliwością. Jest zazwyczaj mniejszy, lżejszy i dostarcza więcej mocy w stosunku do swoich rozmiarów, może jednak wprowadzać na wyjściu więcej szumów wysokoczęstotliwościowych.

To ogólne tendencje, a nie gwarancje. Należy sprawdzić specyfikację tętnień i szumów dla rozważanego modelu. Model Maynuo M8811 ma podane tętnienia 3 mVp-p dla napięcia i 2 mA rms dla prądu. Na stronach produktów PS-305D, RXN-303D i KXN-6020D nie podano wartości tętnień ani szumów, więc jeśli tętnienia mają znaczenie w Państwa pracy, przed złożeniem zamówienia warto o nie zapytać.

• Modele PS-305D i RXN-303D to zasilacze liniowe.
• Model KXN-6020D to zasilacz impulsowy.

Jakie napięcie i prąd są potrzebne?

Należy wybrać zasilacz, którego maksymalne napięcie pokrywa najwyższe używane napięcie, a prąd z zapasem pokrywa szczytowe zapotrzebowanie. W większości przypadków serwisu elektroniki, pracowni szkolnych i prototypowania niskonapięciowego wystarczy 30 V i 3 A do 5 A. W przypadku ładowania akumulatorów, testów trwałości silników i napędów lub zasilania lamp może być potrzebny większy prąd. Model KXN-6020D ma parametry 0-60 V i 0-20 A, odpowiednie do takich zadań.

Moc to iloczyn napięcia i prądu, dlatego przy wysokich wartościach obu parametrów ograniczeniem staje się moc znamionowa. Maynuo M8811 ma parametry znamionowe 0-30 V, 0-5 A i 150 W, a OWON ODP3033 – 198 W na trzech kanałach.

Czy potrzebne jest więcej niż jedno wyjście?

Do większości zastosowań wystarczy zasilacz z jednym wyjściem. Wiele wyjść warto wybrać, gdy układ wymaga jednocześnie kilku szyn zasilania, na przykład szyny logicznej 5 V oraz szyny analogowej 12 V lub 24 V, albo zasilania dodatniego i ujemnego dla wzmacniaczy operacyjnych.

OWON ODP3033 ma trzy niezależnie sterowane kanały: CH1 i CH2 o parametrach 0-30 V i 0-3 A oraz CH3 o parametrach 0-6 V i 0-3 A, z trybami pracy niezależnym, równoległym i szeregowym. OWON ODP3063 ma dwa kanały 0-30 V / 6 A i jeden kanał 0-6 V / 3 A. Jeśli planują Państwo zbudować zasilanie symetryczne z dwóch kanałów połączonych szeregowo, warto sprawdzić, czy kanały są wzajemnie izolowane, i zapytać o to, jeśli karta produktu tego nie podaje.

Kiedy programowalny zasilacz jest wart zakupu?

Programowalny zasilacz zapisuje ustawienia wyjściowe, rejestruje odczyty i może być sterowany z komputera. Warto go wybrać do powtarzalnych sekwencji testowych, testów produkcyjnych i zautomatyzowanych systemów pomiarowych. W zwykłej pracy laboratoryjnej nie jest konieczny.

• OWON ODP3033: rozdzielczość ustawiania i odczytu 1 mV i 1 mA, do 100 zapisanych grup wyjściowych, 10K zapisanych grup danych o napięciu, prądzie i mocy, 4-calowy kolorowy wyświetlacz LCD oraz interfejsy USB, RS232 i LAN z obsługą SCPI i LabVIEW.
• Maynuo M8811: rozdzielczość odczytu 0,1 mV dla napięcia i 0,01 mA dla prądu, wbudowany 5 1/2-cyfrowy woltomierz i milioomomierz, zdalna kompensacja napięcia oraz SCPI przez RS232, RS485 i USB.

Rozdzielczość odczytu ma znaczenie przy pomiarze małych prądów, na przykład prądu uśpienia urządzenia zasilanego z akumulatora. Zasilacz, który odczytuje 0,01 mA, pokaże prąd czuwania, który zasilacz z odczytem do 10 mA by ukrył.

Jak wypadają porównanie zasilacze laboratoryjne?

Model	Typ	Wyjście	Sterowanie i wyświetlacz	Najlepsze zastosowanie
RXN-303D	Liniowy	30 V, 3 A	Osobne wyświetlacze LED napięcia i prądu, pokrętła zgrubne i precyzyjne, wskaźniki CC/CV	Podstawowy serwis elektroniki i testy niskonapięciowe
PS-305D	Liniowy	0-30 V, 0-5 A	Wyświetlacz LED trzycyfrowy, pokrętła zgrubne i precyzyjne, przełącznik wyświetlania A/mA, przełącznik napięcia sieci AC 110 V/220 V	Serwis, pracownie szkolne, stanowiska testów produkcyjnych
KXN-6020D	Impulsowy	0-60 V, 0-20 A	Wyświetlacz LED, automatyczne przełączanie CV/CC, zabezpieczenie przed przeciążeniem i odwrotną polaryzacją	Zadania wymagające większego prądu, takie jak ładowanie, starzenie i testy silników
OWON ODP3033	Programowalny, 3 kanały	2 x 0-30 V / 3 A, 1 x 0-6 V / 3 A, łącznie 198 W	4-calowy kolorowy wyświetlacz LCD, USB, RS232, LAN, SCPI	Praca z wieloma szynami zasilania i rejestrowane testy
OWON ODP3063	Programowalny, 3 kanały	2 x 0-30 V / 6 A, 1 x 0-6 V / 3 A	Szczegóły interfejsu nie zostały podane	Praca z wieloma szynami zasilania wymagająca większego prądu na kanał
Maynuo M8811	Programowalny, jedno wyjście	0-30 V, 0-5 A, 150 W	Wyświetlacz VFD, SCPI, RS232, RS485, USB	Testy laboratoryjne i na linii produkcyjnej z dokładnym odczytem

Co należy sprawdzić przed złożeniem zamówienia?

1. Czy maksymalne napięcie i prąd są wyższe niż wymagania Państwa układu?
2. Czy potrzebne jest niskie tętnienie i szum? Jeśli tak, należy sprawdzić wartość tętnienia dla konkretnego modelu.
3. Ile wyjść jest potrzebnych i czy kanały muszą być odizolowane?
4. Czy potrzebny jest interfejs do komputera lub zapisane ustawienia, czy wystarczą pokrętła na płycie czołowej?
5. Czy napięcie zasilania sieciowego odpowiada Państwa gniazdu? Model PS-305D ma z tyłu przełącznik wyboru napięcia AC 110 V/220 V, a model M8811 podaje AC 120 V/220 V +/-10%. Etykieta z tyłu modelu ODP3033 wskazuje 110 V +/-10%, dlatego w przypadku innego standardu należy potwierdzić napięcie zasilania i wtyczkę przed złożeniem zamówienia.
6. Czy jest wystarczająco dużo miejsca na urządzenie i jego wentylację? Model PS-305D ma wentylator sterowany temperaturą, który włącza się przy około 50 C.

Co jeszcze powinno znaleźć się na stanowisku zasilania?

Do testowania zasilacza, akumulatora lub przetwornicy pod obciążeniem warto dodać programowalne obciążenie elektroniczne DC, takie jak M9714 (150 V, 240 A, 1200 W). Aby zmierzyć prąd pobierany przez układ z sieci, należy zapoznać się z instrukcją watomierza PF9800 / PF9901. Więcej modeli znajdą Państwo w całej kolekcji zasilaczy i obciążeń elektronicznych.

Najczęściej zadawane pytania

Jaki zasilacz laboratoryjny będzie dobry na początek?

Dobrym punktem wyjścia jest liniowy zasilacz 30 V z regulacją ograniczenia prądu oraz osobnymi wyświetlaczami napięcia i prądu. Oba modele, RXN-303D (30 V, 3 A) i PS-305D (0-30 V, 0-5 A), spełniają te wymagania.

Czy można ładować akumulator jednym zasilaczem?

Do ładowania akumulatorów można użyć zasilacza z regulacją i ograniczeniem prądu, jeśli jego zakres napięcia i prądu odpowiada akumulatorowi i metodzie ładowania, a proces jest nadzorowany. Model KXN-6020D ma ładowanie akumulatorów wśród wymienionych zastosowań, ale najpierw należy sprawdzić wymagania dotyczące ładowania samego akumulatora.

Co się stanie, jeśli ograniczenie prądu zostanie ustawione zbyt nisko?

Zasilacz przełączy się w tryb CC, a napięcie wyjściowe spadnie poniżej ustawionej wartości. Jeśli układ wydaje się mieć zbyt mało mocy, należy sprawdzić, czy świeci wskaźnik CC.

Jaka jest różnica między zasilaczem laboratoryjnym a obciążeniem elektronicznym?

Zasilacz dostarcza energię do testowanego urządzenia. Obciążenie elektroniczne energię pobiera, dlatego służy do testowania zasilaczy, akumulatorów i przetwornic, wymuszając na nich kontrolowany prąd, napięcie lub moc.

Czy mogę połączyć dwa wyjścia szeregowo, aby uzyskać wyższe napięcie?

Tylko jeśli zasilacz na to pozwala, a kanały są izolowane. Model OWON ODP3033 oferuje tryby pracy pojedynczej, równoległej i szeregowej. W przypadku innych zasilaczy przed połączeniem wyjść należy zapoznać się z instrukcją obsługi.

Do czego służy trzeci zacisk na płycie czołowej?

Zaciski na płycie czołowej modeli PS-305D i RXN-303D są oznaczone jako ujemny, uziemienie i dodatni. Zacisk uziemienia służy do podłączenia uziemienia; obciążenie podłącza się do zacisków dodatniego i ujemnego.

Czy do naprawy elektroniki potrzebny jest zasilacz programowalny?

Nie. Do większości prac naprawczych wystarczy regulowany zasilacz liniowy z dobrym ograniczeniem prądu. Modele programowalne warto wybrać, gdy potrzebne są powtarzalne sekwencje testowe, rejestracja danych lub sterowanie z komputera.