Jaki zasilacz laboratoryjny wybrać

By Redakcja SZEF UR | 17 lipca, 2021

Ranking zasilaczy laboratoryjnych w ofercie TME.

• Zasilacze laboratoryjne – jak wybrać właściwy
  • Podział zasilaczy laboratoryjnych ze względu na liczbę odbiorników
  • Podział zasilaczy laboratoryjnych ze względu na parametry pracy
  • Podział zasilaczy laboratoryjnych ze względu na sposób przetwarzania prądu
• Dobór zasilacza laboratoryjnego – istotne kwestie i kryteria
• Zasilacze laboratoryjne z oferty TME
• Zasilacze laboratoryjne na każdą kieszeń – poniżej 500 zł netto
• Zasilacze laboratoryjne dla profesjonalistów – w cenach między 1500 i 5000 zł netto
• Zasilacze z najwyższej półki – w cenach od 7000.00 zł netto

Punkty serwisu sprzętu elektronicznego, instytuty badawcze i przemysłowe, pracownie szkolno-dydaktyczne, laboratoria – wszędzie tam zasilacze laboratoryjne – zwane czasem warsztatowymi – są nieodzownym elementem podstawowego wyposażenia. Ich systematyka z pozoru jest złożona, jednak po krótkim zapoznaniu umożliwia sprawne podjęcie decyzji w kwestii doboru właściwego zasilacza do indywidualnych potrzeb każdego użytkownika.

Zasilacze laboratoryjne – jak wybrać właściwy

Zasilacze laboratoryjne to urządzenia, które po przyłączeniu do napięcia AC dokonują jego przetworzenia na stabilizowane napięcie DC, podane na wyjściu i które pozwalają jednocześnie na regulowanie najważniejszych parametrów zasilania na bieżąco (napięcie, natężenie). W dużym więc skrócie dostarczają do podłączonego urządzenia prąd stały o zadanych przez użytkownika parametrach i zarazem pełnią funkcję filtra i stabilizatora, który to urządzenie chroni. Znajdują zastosowanie m.in. przy naprawach urządzeń elektronicznych, podczas montażu elektronicznych podzespołów i ich kalibracji czy też w pracach związanych z testowaniem prototypów lub gotowych wyrobów. Ich nabywcami są więc w zdecydowanej większości elektrycy i elektronicy będący członkami zespołów serwisowych lub konstrukcyjno-badawczych, jak też hobbyści realizujący różnorakie projekty w swoich pracowniach. To właśnie oni testują zachowanie danego układu lub urządzenia w warunkach normalnej pracy, przy optymalnym napięciu i prądzie, jak też w warunkach w różny sposób odbiegających od normy, w których uwidaczniają się określone cechy urządzenia (podzespołu) i które pozwalają określić m.in. poziom jego bezpieczeństwa.

Podział zasilaczy laboratoryjnych można poprowadzić według różnych kryteriów, które w pewnym sensie dają się na siebie nałożyć i wzajemnie tworzą dowolne konfiguracje. Trzy najistotniejsze – i dlatego dominujące – kryteria podziału porządkują tę kategorię na:

• Zasilacze jednokanałowe i zasilacze wielokanałowe;
• Zasilacze programowalne i nieprogramowalne;
• Zasilacze impulsowe i zasilacze liniowe.

Możliwość nakładania na siebie tych podziałów oznacza, że konfiguracje typu „jednokanałowy, impulsowy, programowalny” czy też „wielokanałowy, liniowy, nieprogramowalny” mogą być dostępne na rynku. Najistotniejsze w tym wszystkim jest zrozumienie znaczenia podanej wyżej typologii zasilaczy laboratoryjnych i dobór optymalnego rozwiązania.

Podział zasilaczy laboratoryjnych ze względu na liczbę odbiorników

Pierwszy podział oznacza, że do zasilacza można podłączyć tylko jeden odbiornik (zasilacz jednokanałowy) lub też więcej niż jeden – w zależności od modelu, np. dwa, trzy lub cztery odbiorniki.

Podział zasilaczy laboratoryjnych ze względu na parametry pracy

Drugi podział mówi o sposobie kontrolowania i wpływania na parametry w trakcie pracy urządzenia. Zasilacze nieprogramowalne oferują z reguły jedynie możliwość ustawienia napięcia i prądu w sposób „ręczny” oraz określenie trybu pracy (prądowy / napięciowy). Po tych nastawach praca odbywa się w sposób ustalony. Aby zmienić parametry, użytkownik musi zaingerować i wprowadzić nowe ustawienia odpowiednimi pokrętłami lub przyciskami. W przeciwieństwie do nich, programowalne zasilacze laboratoryjne to wyspecjalizowane urządzenia, wyposażone w oprogramowanie sprzężone z odpowiednią aplikacją na komputer (zwykle oferujące wskaźniki diodowe i złożony panel sterowania z ekranem LCD), dzięki któremu użytkownik może zmieniać parametry zasilania „w biegu” lub wprowadzać całą sekwencję różnych niestandardowych zachowań układu zasilania. Wymiana informacji z komputerem odbywa się poprzez takie protokoły jak m.in. USB czy porty RS232 / RS485. Pamięć zasilaczy programowalnych pozwala z reguły na zapamiętanie wielu wariantów różnych sekwencji – nawet wysoce złożonych – co przydaje się m.in. zespołom ośrodków badawczo-rozwojowych, testującym zachowanie prototypów we wszelkich sytuacjach, zarówno normalnych jak i ekstremalnie nietypowych.

Podział zasilaczy laboratoryjnych ze względu na sposób przetwarzania prądu

Ostatni podział zasilaczy laboratoryjnych został oparty o sposób, w jaki przetwarzają prąd AC na DC. Zasilacze liniowe to klasyczne urządzenia transformatorowe – a więc dość duże i ciężkie, w których obniżone sinusoidalne napięcie wejściowe poddawane jest prostowaniu (stąd nazwa tych zasilaczy), a następnie, po przefiltrowaniu, zostaje podane na wyjścia według ustawionej lub zaprogramowanej wartości. Znacznie lżejsze są zasilacze impulsowe, które poddają napięcie dwóm procesom prostowania (raz na wejściu, bez obniżenia go i raz na wyjściu), ale pomiędzy nimi dokonują jeszcze operacji tzw. kluczowania, co w dużym uproszczeniu oznacza zamianę sygnału na postać impulsową o częstotliwości rzędu 60 kHz i podanie go do bardzo małego transformatora. W praktyce główne różnice między zasilaczami liniowymi i zasilaczami impulsowymi prezentują się następująco:

 

Zasilacze liniowe:	Zasilacze impulsowe:
✓ duże i ciężkie,	✓ są kompaktowe i lekkie,
✓ ich sprawność oscyluje wokół wartości 50% (duże straty w postaci energii cieplnej),	✓ mają sprawność na poziomie ~90%
✓ nierzadko potrzebują dużych radiatorów,	✓ obsługują duży zakres mocy, napięcia i prądu,
✓ mają prostą konstrukcję,	✓ są odporne na krótkie zaniki napięcia i zakłócenia w sieci,
✓ generują niskie szumy i tętnienia na wyjściach,	✓ często powodują niestabilną pracę podłączonych odbiorników,
✓ działają na niższej mocy, napięciu i prądzie w porównaniu z impulsowymi,	✓ generują wysokie szumy i tętnienia,
✓ kosztują z reguły mniej niż odpowiedniki impulsowe.	✓ ich konstrukcja jest wysoce skomplikowana, co wpływa na dość wysoką cenę.

Dobór zasilacza laboratoryjnego – istotne kwestie i kryteria

Na rynku dostępnych jest bardzo wiele modeli zasilaczy laboratoryjnych z oferty zarówno wielkich, renomowanych producentów, jak i mniejszych, bardziej wyspecjalizowanych marek. Poszukując najlepszego rozwiązania, warto w pierwszej kolejności kierować się naszymi potrzebami oraz przeznaczeniem zasilacza. Warto przy tym zadać sobie kilka prostych pytań:

• Jaki zakres napięć DC jest potrzebny dla planowanych projektów – czy ma to być 0-5V, 0-12V, 0-15V, 0-30V czy też nawet 0-60V lub więcej?
  Praktyka wskazuje na zakres 0-15V jako wystarczający w zdecydowanej większości aplikacji.
• Jaki maksymalny prąd wyjściowy będzie wystarczający?
  To parametr łatwy do ustalenia w oparciu o wzór na wydajność prądową: MOC = Napięcie (V) x Prąd (A).
• Czy jakość i stabilność zasilania dostarczanego do testowanego układu oraz powtarzalność sekwencji jest istotna lub wręcz wymagana?
  Jeśli tak, wówczas warto skierować uwagę w stronę programowalnych zasilaczy liniowych.
• Czy bezpieczeństwo testowanych urządzeń jest priorytetowe?
  Gdy odpowiedź jest twierdząca, należy rozpatrywać tylko te modele zasilaczy, które posiadają zabezpieczenia przeciwprzeciążeniowe, przeciwprzepięciowe i zabezpieczenia termiczne.
• Czy praca będzie obejmować badanie kilku układów jednocześnie – każdy z innymi wymaganiami odnośnie napięcia?
  Jeśli tak, wówczas w grę wchodzą zasilacze wielokanałowe (3-4 kanały i odpowiedni zapas mocy).

Oprócz powyższych, warto przeanalizować również kwestie, które często uznaje się za prozaiczne, jednak w rzeczywistości mogą się okazać kluczowe. Chodzi tu m.in. o ilość dostępnego w pracowni miejsca, które można przeznaczyć dla zasilacza, a także jego maksymalną wagę. Nie bez znaczenia będzie też wielkość budżetu, jaki ma się do dyspozycji. Istotna może być też renoma producenta i czy dostępność serwisu w najbliższej okolicy. Nie trudno wyobrazić sobie sytuację, w której niesprawny zasilacz trzeba oddać do serwisu, a ten znajduje się na drugim końcu świata.

Dobór zasilacza laboratoryjnego to bardzo indywidualna sprawa i trudno zaproponować rozwiązanie uniwersalne. Oprócz odpowiedzi na podane wyżej pytania, warto jeszcze skorzystać z porównywarki, która pozwoli wyselekcjonować modele posiadające najbardziej pożądane parametry.

Zasilacze laboratoryjne z oferty TME

TME oferuje kilkaset modeli różnych zasilaczy laboratoryjnych, które pochodzą od znanych i renomowanych producentów i które zostały pogrupowane w trzy podstawowe kategorie:

1. Zasilacze 1-kanałowe, wśród których cztery modele to zasilacze programowalne, pozostałe zaś to klasyczne rozwiązania pozbawione tych opcji;
2. Zasilacze wielokanałowe – wszystkie są zasilaczami nieprogramowalnymi;
3. Zasilacze programowalne – użytkownik może wybierać pomiędzy jedno- jak i wielokanałowymi modelami, pochodzącymi od wielu różnych producentów.

W obrębie każdej z wymienionych kategorii klienci znajdą zarówno modele w bardzo atrakcyjnym cenowo, ekonomicznym wydaniu, dedykowane do prostych zastosowań np. dla początkujących elektroników, modele dla profesjonalnych użytkowników, którzy doskonale znają swoje potrzeby i są gotowi wydać na zasilacz nieco wyższą kwotę, a także modele zasilaczy z najwyższej półki cenowej i jakościowej, które można nazwać produktami klasy „premium”. Poniższe zestawienie to przegląd wybranych propozycji w ramach każdej z trzech kategorii.

Zasilacze laboratoryjne na każdą kieszeń – poniżej 500 zł netto

W ramach zasilaczy programowalnych z tego przedziału cenowego ciekawą propozycję stanowi zasilacz AX-3005PQ marki AXIOMET, która oprócz sprzętu pomiarowego i laboratoryjnego dla przemysłu, warsztatów czy punktów serwisowych, oferuje również całe zaplecze akcesoriów pomiarowych rozszerzających funkcjonalność jej produktów. Jednokanałowy zasilacz AX-3005PQ umożliwia jednoczesny odczyt napięcia i natężenia, płynną regulację obu parametrów oraz pracę w trybie stabilizacji prądu lub napięcia. Wyposażenie tego ważącego niemal 6.0 kg sprzętu stanowi oprogramowanie, przewód zasilający i kabel USB, a jego podstawowe parametry prezentuje poniższa tabela.

	Charakterystyka:
Typ zasilacza	laboratoryjny programowalny
Rodzaj zasilacza	jednokanałowy, liniowy
Rodzaj użytego wyświetlacza	LED x 2, 4 cyfry
Napięcie wyjściowe	0 ~ 30V DC
Prąd wyjściowy	0 ~ 5A
Rozdzielczość napięcia wyjściowego	10mV
Rozdzielczość prądu wyjściowego	1mA
Stabilizacja prądu	≤0,1% + 3mA
Stabilizacja napięcia	≤0,01% + 3mV
Interfejs (złącze)	USB
Zabezpieczenie	przeciwprzeciążeniowe
Źródło zasilania	220V 50Hz
Wymiary	115 x 190 x 240 mm
Tętnienia i szumy dla napięcia (regulowanego)	≤2mVrms
Masa	5,3 kg

 

W ramach oferty zasilaczy nieprogramowalnych, regulowanych, 1-kanałowych, jedną z najekonomiczniejszych propozycji jest zasilacz P 6080A niemieckiej marki PEAKTECH. To znany producent stacjonarnych oraz przenośnych przyrządów pomiarowych klasy ekonomicznej. Wspomniany zasilacz P 6080A wyposażony został w podświetlany wyświetlacz LCD i zabezpieczenia przeciwko przeciążeniu i zwarciu. Pozostałe parametry urządzenia prezentuje poniższe zestawienie:

 

	Charakterystyka:
Typ zasilacza	laboratoryjny, regulowany
Rodzaj zasilacza	jednokanałowy
Rodzaj użytego wyświetlacza	LCD, podświetlany
Liczba kanałów	1
Prąd wyjściowy	0 ~ 3A
Napięcie wyjściowe	0 ~ 5V DC
Dokładność pomiaru napięcia DC	±(0,5% + 5 cyfr)
Dokładność pomiaru prądu DC	±(0,5% + 5 cyfry)
Stabilizacja napięcia	≤0,2% + 1mV
Stabilizacja prądu	≤0,2% + 3mA
Moc maksymalna	45W
Właściwości przyrządów pomiarowych	precyzyjny
Zabezpieczenie	przed przeciążeniem i zwarciem
Źródło zasilania	115/230V AC ±10%, 50/60Hz
Wymiary	95 x 160 x 225 mm
Temperatura pracy	0 ~ 40°C
Tętnienia i szumy dla napięcia (regulowanego)	≤0,5mVrms
Masa	2 kg

 

W grupie budżetowych zasilaczy wielokanałowych i nieprogramowalnych TME oferuje prosty zasilacz tajwańskiej marki TWINTEX o oznaczeniu TP-1303, który wyposażony został w dwa kanały wyjściowe, wyświetlacz LED, Ważny on 5.0 kg. Urządzenie oferuje zarówno zgrubną, jak też precyzyjną nastawę wartości V i A oraz pozwala na ich jednoczesny odczyt. Pozostałe parametry sprzętu prezentują się następująco:

 

	Charakterystyka:
Typ zasilacza	laboratoryjny, nieregulowany
Rodzaj użytego wyświetlacza	LED x2, 3 cyfry
Rodzaj zasilacza	liniowy, wielokanałowy
Liczba kanałów	2
Prąd wyjściowy	0 ~3A
Napięcie wyjściowe 2	5V DC
Prąd wyjściowy 2	1A
Dokładność napięcia dla wyjść napięciowych (nieregulowanych)	±1%
Stabilizacja napięcia	≤0,01% + 3mV
Stabilizacja prądu	≤0,2% + 3mA
Wymiary	160 x 130 x 310 mm
Źródło zasilania	110/220V, ±10%, 50/60Hz
Tętnienia i szumy dla napięcia (regulowanego)	≤2mVrms
Tętnienia i szumy dla napięcia (nieregulowanego)	≤2mV
Napięcie wyjściowe	0 ~ 30V DC
Masa	4.7 kg

Zasilacze laboratoryjne dla profesjonalistów – w cenach między 1500 i 5000 zł netto

W tej półce cenowej przedstawicielem 1-kanałowych zasilaczy impulsowych jest m.in. model SPS-1230 GW INSTEK  marki GW Instek . Zasilacz ten oferuje bardzo wysoką precyzję nastaw, pracuje w trybie stabilizacji prądowej  lub napięciowej. Użytkownik ma możliwość wyboru precyzyjnej lub zgrubnej wartości napięcia i prądu. Dokładne dane dotyczące parametrów jego pracy wyglądają następująco:

 

	Charakterystyka:
Typ zasilacza	laboratoryjny
Rodzaj zasilacza	impulsowy,  jednokanałowy
Rodzaj użytego wyświetlacza	LCD x2
Liczba kanałów	1
Prąd wyjściowy	0 ~ 30A
Rozdzielczość napięcia wyjściowego	10mV
Rozdzielczość prądu wyjściowego	100mA
Zabezpieczenie	przeciwprzepięciowe
Wersja wtyczki	EU
Źródło zasilania	115/230V AC ±15%, 50/60Hz
Wymiary	128x151x295mm
Masa	3,2kg
Tętnienia i szumy dla napięcia (regulowanego)	≤5mVrms
Napięcie wyjściowe	0 ~ 12V DC

 

Innym przykładem jest 2-kanałowy liniowym zasilacz marki MATRIX, a dokładniej model MPS-6005L-2. Firma Shenzen Matrix Technology Inc. to chiński producent aparatury pomiarowej. Model MPS-6005L-2 posiada zabezpieczenie przeciwprzeciążeniowe i przed odwrotną polaryzacją, oferuje jednoczesny odczyt napięcia i natężenia prądu, umożliwia płynne regulowanie obu parametrów. Dokładne dane techniczne prezentuje poniższa tabela:

 

	Charakterystyka:
Typ zasilacza	laboratoryjny
Rodzaj użytego wyświetlacza	LED x 4,  3.5 cyfry
Rodzaj zasilacza	liniowy, wielokanałowy
Liczba kanałów	2
Napięcie wyjściowe	0 ~ 60V DC
Prąd wyjściowy	0 ~ 5A
Napięcie wyjściowe 2	0 ~ 60V DC
Prąd wyjściowy 2	0 ~ 5
Stabilizacja napięcia	≤0,01% + 5mV
Stabilizacja prądu	≤0,3% + 3mA
Wymiary	150 x 250 x 420 mm
Masa	12,4kg
Źródło zasilania	110/230V 50/60Hz
Zabezpieczenie	przeciwprzeciążeniowe, przed odwrotną polaryzacją
Wersja wtyczki	EU

 

Zasilacze z najwyższej półki – w cenach od 7000.00 zł netto

Produkty z tego przedziału cenowego w sposób oczywisty są produktami dla profesjonalistów, zapewniającymi najwyższą dokładności i oferującymi bogate zestawy funkcji oraz szerokie zakresy parametrów pracy. W grupie zasilaczy programowalnych „premium” ciekawą ofertę stanowi 1-kanałowy model BK9833 amerykańskiej marki B&K PRECISION . Urządzenie jest źródłem napięcia stałego i zmiennego dużej mocy. Nad bezpieczeństwem pracy czuwa cały zestaw zabezpieczeń. Jeśli chodzi o komunikację ze sprzętem, użytkownik ma tu do dyspozycji takie interfejsy jak USB, LAN, RS232 oraz GPIB. Pamięć urządzenia obejmuje 10 ustawień, które użytkownik może zaprogramować z poziomu komputera. Podstawowe parametry zasilacza BK9833 wyglądają następująco:

	Charakterystyka:
Typ zasilacza	laboratoryjny, programowalny
Rodzaj zasilacza	AC, jednokanałowy
Rodzaj użytego wyświetlacza	LCD 4,3″
Liczba kanałów	1
Napięcie wyjściowe	300V AC
Prąd wyjściowy maks	30A
Moc	3kVA
Prąd wejściowy	20A
Rozdzielczość napięcia wyjściowego	100mV
Rozdzielczość prądu wyjściowego	10mA
Częstotliwość	0,045 ~ 1,2kHz
Zabezpieczenie	nadprądowe, przeciążenie, przepięcie termiczne
Źródło zasilania	190~250V AC, 47~63Hz
Wymiary	420 x 132 x 560mm
Masa netto	24.0 kg

 

Innym przykładem jest zasilacz 1-kanałowy o symbolu 6812C amerykańskiej marki KEYSIGHT TECHNOLOGIES. Jest to produkt przeznaczony wyłącznie do profesjonalnego użytku, co w tym przypadku oznacza użytek przemysłowy. Ten dość ciężki (33 kg) zasilacz liniowy AC/DC o mocy 750 VA oferuje dokonywanie przebiegu arbitralnego z funkcją analizy jakości napięcia i mocy. Zakres napięć wyjściowych w tym modelu to odpowiednio 0-300 V i 0-425 V dla prądu AC i DC (6.5 A na wyjściu).

 

W grupie zasilaczy wielokanałowych z segmentu „premium” uwagę zwraca model QPX600D brytyjskiej marki AIM-TTI. Jest to zasilacz impulsowy wyposażony w dwa kanały i szereg zabezpieczeń, który umożliwia pracę w trybie stabilizacji napięcia lub prądu, w sposób inteligentny steruje chłodzeniem i posiada pamięć wewnętrzną, w której można zapisać do 10 indywidualnych ustawień. Dokładny opis zasilacza zwiera poniższa tabela:

 

	Charakterystyka:
Typ zasilacza	impulsowy, wielokanałowy
Rodzaj użytego wyświetlacza	LCD x2, podświetlany
Liczba kanałów	2
Prąd wyjściowy 1	0 ~ 50A
Prąd wyjściowy 2	0 ~ 50A
Napięcie wyjściowe 1	0 ~ 80V DC
Napięcie wyjściowe 2	0 ~ 80V DC
Rozdzielczość napięcia wyjściowego	0,001V
Rozdzielczość prądu wyjściowego	0,01A
Współczynnik stabilizacji napięcia przy zmianie obciążenia	≤0,01% ± 5mV
Wymiary	130 x 356 x 413mm
Źródło zasilania	230V AC 50/60Hz
Wyposażenie standardowe	oprogramowanie
Zabezpieczenie	przeciwprzeciążeniowe, przeciwprzepięciowe, przed odwrotną polaryzacją, termiczne
Wersja wtyczki	EU, UK
Seria producenta	QPX
Stopień zanieczyszczenia	2
Tętnienia i szumy dla napięcia (regulowanego)	≤7mVrms
Masa	9.2 kg

 

Powyższe zestawienie prezentuje zaledwie ułamek oferty TME w zakresie zasilaczy laboratoryjnych. Poszczególnych pozycji w katalogu jest kilkaset i poruszanie się w tym gąszczu produktów niezwykle ułatwia wyszukiwarka przygotowana przez spółkę na stronie www. Zaznaczając odpowiednie filtry każdy klient szybko może zawęzić pole poszukiwań do kilkudziesięciu – kilkunastu pozycji, wśród których znajduje się idealnie dopasowany do potrzeb model zasilacza.

Tekst opracowany przez Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.

Oryginalne źródło tekstu: https://www.tme.eu/pl/news/library-articles/page/43379/Jaki-zasilacz-laboratoryjny-wybrac/