Como elegir una buena fuente de alimentación de laboratorio

Trabajando en el prototipo de uno de los nuevos modelos de Bike Pixels he empezado a echar en falta una fuente de alimentación de laboratorio. Son dispositivos que nos proporcionan una tensión continua regulada permitiendo ajustar su valor y el valor de la corriente. Por ello son ideales a la hora de probar nuestros diseños y prototipos o realizar tests de nuevos componentes. Es uno de los equipos que no debería faltar en ningún taller de electrónica.

Imagen de un voltímetro para ilustrar la medición de voltaje que puede proporcionar una fuente de alimentación regulable.
Voltímetro. Imagen por Thomas Kelley.

Existen multitud de opciones por lo que debemos seleccionar la que mejor se ajuste a nuestras necesidades y presupuesto. Se debe tener en cuenta sus características pero también otros factores como calidad y seguridad. Una buena fuente de alimentación regulada debe suministrar una tensión y una corriente estables y precisas, con un ruido mínimo a cualquier tipo de carga. El grado de cumplimiento de esta tarea por parte de la fuente de alimentación y dónde alcanza sus límites se definen en sus especificaciones técnicas.

Características técnicas que debemos comparar

Aunque las especificaciones técnicas pueden llegar a ser muy exhaustivas a la hora de elegir nuestra fuente de alimentación de laboratorio conviene fijarse al menos el los parámetros siguientes:

Tensión y corriente máxima

La mayoría de las fuentes de alimentación de sobremesa se mueven en rangos de voltaje entre los 0 y los 30V y corrientes 0 a 10A. Si nuestros proyectos se salen de este rango tendremos que trabajar con equipos más específicos (y también más caros).

Número de canales

Indica el número de salidas de corriente. Normalmente con uno será suficiente pero a medida que comenzamos a trabajar con circuitos más complejos puede que nos venga bien alguna toma extra. Son algo más caros pero la inversión a la larga merece la pena. Además permiten diferentes modos de trabajo pudiendo por ejemplo, conectar las salidas en serie o paralelo.

Resolución

The resolution is how small a change can be made on voltage or current. Salvo que nos dediquemos a análisis de circuitos o trabajemos con componentes muy sensibles equipos con una resolución de 10 mV y 1mA serán más que suficientes.

Precisión

Determina la diferencia entre lo que se ve en la pantalla y el valor real que emite cada canal. Por lo general, sólo algunos mV y mA. Como probablemente ya has supuesto, los equipos más precisos son más caros.

Interfaz de usuario

Las fuentes de alimentación de laboratorio normalmente cuentan con diferentes controles para ajustar tensión y corriente y pantallas que muestran los valores seleccionados. En modelos más modernos y avanzados se complementa con controles para memoria y pantallas con gráficos e información adicional.

Detalles de interfaz de usuario para realizar la programación de una fuente de alimentación de laboratorio SIGLENT SPD3303X.
Imagen pantalla de programación de señal en una fuente de alimentación programable.

Lineal o conmutada 

Dependiendo de la forma en que convierten la corriente alterna en continua las fuentes de alimentación de laboratorio pueden lineales o conmutadas.

  • Las fuentes de alimentación lineales utilizan transformadores clásicos y por ello suelen son más grandes, pesadas y menos eficientes energéticamente. Pero entre sus ventajas son que suelen ser más baratos, generar poco ruido y ondulación en las salidas.
  • Las fuentes conmutadas trabajan filtrando la corriente alterna en pulsos con una frecuencia de 60 kHz y alimentando con este un transformador. Son muchos más pequeños, ligeros y eficientes por lo que desprenden mucho menos calor. Pero las señales generadas pueden tener ruido y además suelen ser algo más caros.

Programable o no programable

Para poder realizar test automatizados y pruebas más a fondo de nuestros prototipos podemos considerar utilizar fuentes de alimentación de laboratorio programables. Son algo más complejas y destinadas a usuario más avanzados. Suelen incluir un interfaz más completo y la posibilidad de conexión con nuestro PC por USB o puerto serie. Nos permite programar secuencias de valores de voltaje e intensidad. Así podemos analizar cómo responden nuestros circuitos a diferentes situaciones.

Consejos antes de comprar

Cuidado con los clones

Debemos tener cuidado sobre todo por que muchas veces el mismo equipo se camufla con diferentes marcas modificando simplemente el nombre, añadiendo algún certificado o algún que otro accesorio y por supuesto aumentando el precio. Por ejemplo en el siguiente caso tenemos el mismo pero con diferentes precios siendo el fabricante original SIGLENT con un precio de 420€ y dos clones uno de la marca RS-Pro (a 706€) y otro Teledyne (a 795€).

Fuente original Siglent Technologies SPD3303X-E. Precio 420,05€.
Fuente alimentación clonada RS-Pro RSPF 3303X-E. Precio 706,31€.
Fuente alimentación clonada Teledyne LeCroy T3PS3000. Precio 795,00€.

Seguridad

La mayoría de las fuentes de alimentación de laboratorio cuentan con diferentes medidas de seguridad. Están diseñadas tanto para proteger la fuente de un uso incorrecto como evitar dañar la electrónica que es alimentada por estas. No obstante, antes de comprar una cabe comprobar que esta incluya protecciones contra:

  • sobrecalentamiento,
  • sobretensión y sobrecorriente (OPV y OPC),
  • cortocircuitos.

Todas las fuentes de alimentación regulables que os dejo después cuentan con estas medidas de seguridad.

Comparativa mejores fuentes de alimentación de laboratorio

A continuación os dejo los modelos que estuve comparando antes de comprarme el mío junto con enlaces donde podéis comprarlos. En general son todos bastante buenos y podremos utilizarlos en cualquier proyecto con Arduino así como probar el funcionamiento de nuestros prototipos. Normalmente con una fuente de un canal será más que suficiente pero para usos más profesionales podremos optar por más canales o fuentes con una mayor precisión.

UNI-T UTP1306S

Se trata un modelo bastante asequible y pensado para cualquiera. Presenta una interfaz muy sencilla en la que podremos ajustar voltaje y corriente.

Cuenta con todas las mediadas de seguridad disponibles en los modelos más caros. Podemos establecer tanto los limites máximos de corriente como de tensión (con los botones de OCP i OVP respectivamente).

Además como extra cuenta con tres botones de memoria para guardar nuestras configuraciones más habituales.

UNI-T UTP1306
Rango Tensión 32V
Corriente 6A
Resolución Tensión 0.01V
Corriente 0.001A
Precisión Tensión ≤0.1% ±5mV
Corriente ≤0.2% ±3mA
Número canales 1
Programable No
Tipo Conmutada
Dimensiones 15x8x23cm
Peso 1,9kg
Precio 99,55 EUR
Tabla especificaciones técnicas UNI-T UTP1306S.
Fuente de alimentación conmutada UNI-T UTP1306S.

KiPrim DC310S

Aunque he dudado mucho si no ahorrar un poco más y comprar un modelo con más canales al final me he decantado por este modelo. Es una fuente de alimentación de laboratorio programable. A parte del canal de salida cuenta con dos puertos USB, uno para carga de dispositivos a 5V y hasta 1A y otro (en la parte trasera) que nos permite su conexión con nuestro ordenador (solo para Windows por desgracia). De este modo podemos actualizar y controlar dispositivo. Además a diferencia de los modelos más habituales cuenta con una pantalla TFT de 2,8 pulgadas que da un toque más moderno a su interfaz de usuario con diferentes modos de visualización y más opciones de guardado y configuración.

KIPRIM DC310S
Rango Tensión 30V
Corriente 10A
Resolución Tensión 0,01V
Corriente 0,001A
Precisión Tensión ≤0,1% ± 20 mV
Corriente ≤0,1% ± 10mA
Número canales 1 + USB 5V1A
Programable Si (USB PC)
Tipo Conmutada
Dimensiones 14x8x23
Peso 1,55kg
Precio 125,99 EUR
Tabla especificaciones técnicas KIPRIM DC310S.
Fuente de alimentación programable KiPrim DC310S. Cuenta con una interfaz gráfica intuitiva.
Fuente de alimentación de laboratorio programable KiPrim DC310S.

RIGOL DP711

Antes de pasar a los dispositivos de más de un canal y simplemente a modo de comparación os dejo esta fuente de alimentación regulada profesional. Su precio es bastante alto pero a cambio recibimos un dispositivo muy preciso y con una interfaz de usuario avanzada que incluye una pantalla LCD de 3.5 pulgadas. No apta para principiantes.

Permite obtener señales muy estables y sin ruido con una resolución muy alta. Además el fabricante nos ofrece una garantía de 3 años por lo que podemos suponer que es un equipo bastante duradero.

RIGOL DP711
Rango Tensión 30V
Corriente 5A
Resolución Tensión 0,01V
Corriente 0,001A
Precisión Tensión ≤0,01% ±2mV
Corriente ≤0,01% ±2mA
Número canales 1
Programable Si (RS232)
Tipo Lineal
Dimensiones 44x33x26cm
Peso 7,85kg
Precio 351,05 EUR
Tabla especificaciones técnicas RIGOL DP711 DC.
Fuente de alimentación programable de laboratorio profesional RIGOL DP711 DC.
Fuente alimentación de laboratorio profesional RIGOL DP711 DC.

SIGLENT SPD3303X-E y SPD3303X

En este caso se trata de un dispositivo semi-profesional y además, como hemos visto antes, también es clonado para otros fabricantes debido a su buena calidad. En este caso contamos con 3 canales. Dos de ellos son completamente regulables y un tercero con salidas estándar de 2,5V; 3,3V y 5,0V con hasta 3.3A.

Cuenta con una interfaz muy atractiva y una gran pantalla de 4.3 pulgadas que permite diferentes modos de visualización. Además este modelo tiene una versión de alta precisión (SPD3303X) en la que podemos obtener señales con una resolución de 1mV y 1mA. Finalmente, cabe destacar que a parte de poder realizar su programación con el software que incluye, gracias a su soporte para el controlador LabVIEW podemos utilizar Python para su programación.

SIGLENT SPD3303X-E SPD3303X
Rango Tensión 32V 32V
Corriente 3,2A 3,2A
Resolución Tensión 10mV 1mV
Corriente 10mA 1mA
Precisión Tensión ≤0,5%±2digitos ≤0,03%±10mV
Corriente ≤0,5%±2 digitos ≤0,3%±10mV
Número canales 2 + 1 canal hasta 5V
Programable Si (USB PC)
Tipo Lineal
Dimensiones 41x36x28cm
Peso 7,98kg 8,22kg
Precio 420,05 EUR 579.92 EUR
Tabla especificaciones técnicas SIGLENT SPD3303X-E y SPD3303X
Fuente alimentación de laboratorio SIGLENT SPD3303X-E

RIGOL DP832A

Finalmente os dejo otro modelo profesional. Cuenta con 3 canales, dos de ellos de 30V a 3A y otro de hasta 5V a 3A. Presenta un ruido de salida muy bajo, excelentes métricas de rendimiento y múltiples funciones de análisis.

Dispone de una interfaz de usuario avanzada y muy completa en una pantalla TFT de 3.5 pulgadas. Además ofrece múltiples de conexión para realizar su programación incluyendo LAN, USB y puerto serie RS232.

RIGOL DP832A
Rango Tensión 30V
Corriente 3A
Resolución Tensión 1mV
Corriente 1mA
Precisión Tensión ≤0,01% ± 2mV
Corriente ≤0.01% ± 250uA
Número canales 3
Programable Si (RS232,USB,LAN)
Tipo Lineal
Dimensiones 24x16x42cm
Peso 9,75kg
Precio 712,81 EUR
Tabla especificaciones técnicas RIGOL DP832A
Fuente alimentación de laboratorio programable profesional RIGOL DP832A.

Conclusión y más información

Finalmente llegará el día en que necesitamos algo más que nuestro Arduino o ese viejo cargador de móvil para alimentar o probar nuestros prototipos. Por eso una buena fuente de alimentación regulable es indispensable. Antes de comprar la vuestra no olvidéis comprobar todas las especificaciones técnicas y sobre todo, si cuentan con las medidas básicas de seguridad.

A continuación os dejo enlaces a las especificaciones técnicas completas de algunos de los equipos analizados:


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