Como elegir una buena fuente de alimentación de laboratorio
06/12/2022Trabajando 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.
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.
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€).
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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
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 | |
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:
- Especificaciones técnicas RIGOL DP711 y RIGOL DP832A.
- Especificaciones técnicas SIGLENT SPD3303X-E y SPD3303X.
