Jak wybrać najlepszy zasilacz laboratoryjny
09/25/2022Gdy ostatnio pracowałem nad prototypem jednego z nowych modeli Bike Pixel, zauważyłem, że przydałby mi się zasilacz laboratoryjny. Jest to urządzenie, które służy do dostarczania regulowanego napięcia i prądu stałego. Dzięki temu idealnie nadaje się do testowania różnych naszych projektów, nowych komponentów i prototypów. Jest to jedno z narzędzi, które powinno być obecne w każdym warsztacie elektronika.
Opcji na rynku jest mnóstwo, dlatego musimy wybrać tę, która najlepiej odpowiada naszym potrzebom i budżetowi. Trzeba wziąć pod uwagę nie tylko jego parametry techniczne, lecz także inne czynniki, takie jak jakość i bezpieczeństwo. Dobry zasilacz regulowany musi zapewnić stabilne i dokładne napięcie oraz natężenie prądu przy minimalnych zakłóceniach i przy każdym rodzaju obciążenia. To, jak dobrze zasilacz spełnia to zadanie i gdzie osiąga swoje granice, określa jego specyfikacja techniczna.
Parametry techniczne do porównania
Ponieważ czytanie specyfikacji technicznej może być bardzo wyczerpujące, poniżej opisuję, na które parametry warto zwrócić uwagę przy wyborze zasilacza laboratoryjnego:
Maksymalne napięcie i natężenie prądu
Większość zasilaczy laboratoryjnych ma zakres napięć od 0 do 30V i natężenia od 0 do 10A. Jeśli nasze projekty wykraczają poza ten zakres, będziemy musieli pracować na bardziej specyficznym (i droższym) sprzęcie.
Ilość kanałów
Wskazuje liczbę wyjść zasilania. Zazwyczaj wystarczy nam jeden kanał, ale jak będziemy pracować z bardziej skomplikowanymi układami, możemy potrzebować kilku dodatkowych gniazd. Są one nieco droższe, ale na dłuższą metę inwestycja się opłaca. Pozwalają one również na różne tryby pracy, na przykład można połączyć wyjścia szeregowo lub równolegle.
Rozdzielczość
Rozdzielczość oznacza wielkość zmiany, która może być dokonana w ustawieniu napięcia lub prądu. O ile nie poświęcamy się analizie obwodów lub nie pracujemy z bardzo czułymi elementami, sprzęt o rozdzielczości 10 mV i 1mA będzie więcej niż wystarczający.
Dokładność
Określa różnicę między tym, co widzisz na wyświetlaczu, a rzeczywistą wartością wyprowadzaną przez każdy kanał. Zazwyczaj jest to tylko kilka mV i mA. Jak już pewnie się domyśliliście, dokładniejszy sprzęt jest droższy.
Interfejs użytkownika
Zasilacze mają zwykle różne elementy sterujące do ustawiania napięcia i prądu oraz wyświetlacze pokazujące wybrane wartości.
W nowszych lub bardziej zaawansowanych modelach są one uzupełnione o ekrany, które zawierają ustawienia pamięci, aktualne wykresy, programowanie sygnałów i inne dodatkowe informacje.
Liniowy lub impulsowe
W zależności od sposobu przetwarzania prądu zmiennego na stały, zasilacze laboratoryjne mogą być liniowe lub impulsowe (z ang. switching):
- Zasilacze liniowe wykorzystują klasyczne transformatory i dlatego są zwykle większe, cięższe i mniej energooszczędne. Ale do ich zalet należy zaliczyć to, że są zwykle tańsze, generują mało szumów i tętnień na wyjściach.
- Zasilacze impulsowe działają poprzez filtrowanie prądu zmiennego na impulsy o częstotliwości około 60 kHz i podawanie go do transformatora. Są one znacznie mniejsze, lżejsze, bardziej wydajne i dlatego wydzielają znacznie mniej ciepła. Ale generowane sygnały mogą być zaszumione i są zwykle nieco droższe.
Programowalne lub nieprogramowalne
Aby móc przeprowadzić zautomatyzowane testy i bardziej dogłębne badania naszych prototypów możemy rozważyć zastosowanie programowalnych zasilaczy laboratoryjnych. Są one nieco bardziej skomplikowane i przeznaczone dla bardziej zaawansowanych użytkowników.
Zawierają bardziej kompletny interfejs i możliwość podłączenia do naszego komputera przez port USB lub szeregowy, pozwalający na zaprogramowanie sekwencji wartości napięcia i prądu. Dzięki temu możemy analizować, jak nasze obwody reagują na różne sytuacje i sprawdzać, jak nasze prototypy zachowują się w przypadku anomalii.
Porady przed zakupem
Uważaj na klony
Czasami ten sam sprzęt jest kamuflowany pod różnymi markami poprzez prostą modyfikację nazwy, dodanie certyfikatu lub jakiegoś innego akcesorium. Jego cena jest wtedy oczywiście odpowiednio podwyższona. Na przykład poniżej mamy ten sam regulowany zasilacz, ale w różnych cenach i obandowaniu, gdzie oryginalnym producentem jest marka SIGLENT. Jego cena to 2074,28 zł. Potem mamy dwa klony tego samego produktu, jeden marki RS-Pro (w cenie 6112,95 zł) i drugi Teledyne (w cenie 4437,84 zł).
Zabezpieczenia
Najlepsze zasilacze laboratoryjne są wyposażone w różne zabezpieczenia. Mają one na celu zarówno ochronę zasilacza przed niewłaściwym użytkowaniem, jak i zapobieganie uszkodzeniom zasilanej przez nie elektroniki. Dlatego przed zakupem zasilacza należy sprawdzić, czy zawiera on zabezpieczenia przed:
- przegrzaniem,
- przepięciem i nadmiarem prądu (OPV i OPC),
- zwarciem.
Wszystkie wymienione poniżej zasilacze regulowane są wyposażone w te środki bezpieczeństwa.
Porównanie najlepszych zasilaczy laboratoryjnych
Poniżej znajdziecie wszystkie modele zasilaczy, które porównywałem przed zakupem swojego wraz z linkami
, gdzie można je kupić.
Generalnie wszystkie są całkiem dobre i można je wykorzystać w każdym projekcie. Zazwyczaj zasilacz z jednym kanałem będzie więcej niż wystarczający, ale do bardziej profesjonalnych zastosowań możemy zdecydować się na więcej kanałów lub źródła z większą dokładnością.
UNI-T UTP1306
Jest to model zasilacza DC dość przystępny cenowo i przeznaczony dla każdego. Prezentuje on bardzo prosty interfejs, w którym możemy regulować napięcie i prąd.
Posiada wszystkie zabezpieczenia dostępne w droższych modelach. Możemy ustawić zarówno maksymalny limit prądu, jak i napięcia (odpowiednio przyciskami OCP i OVP).
Jako dodatkowy bonus, jego dokładność jest całkiem dobra i posiada trzy przyciski pamięci, dzięki którym możemy zapisać nasze najczęstsze ustawienia.
| UNI-T UTP1306 | ||
| Zares | Napięcie | 32V |
| Natężenie | 6A | |
| Rozdzielczość | Napięcie | 0.01V |
| Natężenie | 0.001A | |
| Dokładność | Napięcie | ≤0.1% ±5mV |
| Natężenie | ≤0.2% ±3mA | |
| Liczba kanałów | 1 | |
| Programowalny | No | |
| Typ | Impulsowy | |
| Wymiary | 150x80x230 mm | |
| Wage | 1.9 kg | |
| Cena | 355,48 zł | |
KIPRIM DC310S
Choć bardzo się wahałem czy nie zaoszczędzić trochę więcej i kupić sobie model z większą ilością kanałów, w końcu zdecydowałem się na ten zasilacz. Jest to programowalny zasilacz laboratoryjny, który dodatkowo posiada nowoczesny interfejs użytkownika.
Oprócz kanału wyjściowego DC posiada dwa porty USB, jeden ze stałym wyjściem 5V i do 1A oraz drugi (z tyłu), dzięki któremu możemy podłączyć go do naszego komputera (niestety tylko dla Windows). W ten sposób możemy aktualizować i sterować urządzeniem.
Ponadto, w przeciwieństwie do najpopularniejszych modeli, posiada 2,8-calowy ekran TFT, który nadaje bardziej nowoczesny charakter jego interfejsowi użytkownika z różnymi trybami wyświetlania oraz większą ilością opcji zapisu i konfiguracji.
| KIPRIM DC310S | ||
| Zakres | Napięcie | 30V |
| Natężenie | 10A | |
| Rozdzielczość | Napięcie | 0,01V |
| Natężenie | 0,001A | |
| Dokładność | Napięcie | ≤0,1% ± 20 mV |
| Natężenie | ≤0,1% ± 10mA | |
| Liczba kanałów | 1 + USB 5V1A | |
| Programowalny | Tak (USB PC) | |
| Typ | Impulsowy | |
| Wymiary | 14x8x23cm | |
| Waga | 1,55kg | |
| Cena | 681,50 zł | |
RIGOL DP711
Zanim przejdę do urządzeń wielokanałowych, chciałbym jeszcze dla porównania pokazać Wam sprzęt profesjonalny, jakim jest ten zasilacz programowalny marki RIGOL. Jego cena jest dość wysoka, ale w zamian otrzymujemy bardzo dokładne urządzenie z zaawansowanym interfejsem użytkownika, w tym 3,5 calowym ekranem LCD. Nie nadaje się dla początkujących.
Pozwala on na uzyskanie bardzo stabilnych i pozbawionych szumów sygnałów o bardzo wysokiej rozdzielczości. Dodatkowo producent oferuje 3-letnią gwarancję, więc możemy założyć, że jest to bardzo trwały sprzęt.
| RIGOL DP711 | ||
| Zakres | Napięcie | 30V |
| Natężenie | 5A | |
| Rozdzielczość | Napięcie | 0,01V |
| Natężenie | 0,001A | |
| Dokłądność | Napięcie | ≤0,01% ±2mV |
| Natężenie | ≤0,01% ±2mA | |
| Liczba kanałów | 1 | |
| Programowalny | Tak (RS232) | |
| Typ | Liniowy | |
| Wymiary | 44x33x26cm | |
| Waga | 7,85kg | |
| Cena | 1626,52 zł | |
SIGLENT SPD3303X-E y SPD3303X
Przechodząc do zasilaczy wielokanałowych, warto wspomnieć o serii SIGLENT SPD3303X. Są to urządzenia półprofesjonalne. Jak już wcześniej zauważyliśmy, są one również klonowane dla innych producentów ze względu na dobrą jakość.
W tym przypadku mamy do dyspozycji 3 kanały. Dwa z nich są w pełni regulowane, a trzeci ze standardowymi wyjściami na 2,5V; 3,3V i 5,0V o natężeniu do 3,3A. Posiada bardzo atrakcyjny interfejs oraz duży wyświetlacz o przekątnej 4,3 cala, który umożliwia różne tryby wyświetlania. Dodatkowo model ten posiada wersję o wysokiej precyzji (SPD3303X), w której możemy uzyskać sygnały o rozdzielczości 1mV i 1mA.
Na koniec warto zaznaczyć, że dzięki wsparciu dla sterownika LabVIEW możemy wykorzystać do jego programowania język Python. Istnieje również możliwość skorzystania z dołączonego oprogramowania.
| SIGLENT | SPD3303X-E | SPD3303X | |
| Zakres | Napięcie | 32V | 32V |
| Natężenie | 3,2A | 3,2A | |
| Rozdzielczość | Napięcie | 10mV | 1mV |
| Natężenie | 10mA | 1mA | |
| Dokładność | Napięcie | ≤0,5%±2digits | ≤0,03%±10mV |
| Natężenie | ≤0,5%±2digits | ≤0,3%±10mV | |
| Liczba kanałów | 2 + 1 do 5V | ||
| Programowalny | Tak (USB PC) | ||
| Typ | Liniowy | ||
| Wymiary | 41x36x28cm | ||
| Waga | 7,98kg | 8,22kg | |
| Cena | 1746,95 zł | 2468,65 zł | |
RIGOL DP832A
Na koniec zostawiam Wam kolejny model profesjonalny. RIGOL DP832A, posiada 3 niezależne kanały: dwa z nich do 30V przy 3A i kolejny do 5V przy 3A. Charakteryzuje się bardzo niskim szumem wyjściowym, doskonałymi metrykami wydajności i wieloma funkcjami analizy.
Posiada zaawansowany i bardzo kompletny interfejs użytkownika na 3,5 calowym ekranie TFT. Oferuje również wiele opcji połączeń do programowania, w tym LAN, USB, port szeregowy RS232 i Digital IO.
| RIGOL DP832A | ||
| Zakres | Napięcie | 30V |
| Natężenie | 3A | |
| Rodzielczość | Napięcie | 1mV |
| Natężenie | 1mA | |
| Dokładność | Napięcie | ≤0,01% ± 2mV |
| Natężenie | ≤0.01% ± 250uA | |
| Liczba kanałów | 3 | |
| Programowalny | Tak (RS232,USB,LAN) | |
| Typ | Liniowy | |
| Wymiary | 24x16x42cm | |
| Waga | 9,75kg | |
| Cena | 2318,54 zł | |
Podsumowanie i więcej informacji
Nadchodzi w końcu dzień, w którym potrzebujemy czegoś więcej niż tylko naszego Arduino lub tej starej ładowarki do telefonu komórkowego, aby zasilić i móc przetestować nasze prototypy. Dlatego dobry regulowany zasilacz jest koniecznością. Przed zakupem swojego, nie zapomnij sprawdzić wszystkich specyfikacji technicznych, a przede wszystkim, czy posiadają podstawowe zabezpieczenia.
Poniżej znajdują się linki do pełnej specyfikacji technicznej niektórych zrecenzowanych urządzeń:
- Pełna specyfikacja zasilaczy RIGOL DP711 oraz RIGOL DP832A.
- Specyfikacja techniczna dla SIGLENT SPD3303X-E oraz SPD3303X.
