Programmierbare DC-Elektroniklast mit Welligkeitsmessung

Ein Netzteil kann seine Spannung auf das Millivolt genau halten und trotzdem unbrauchbar sein, weil die Größe, die über die Funktion einer Schaltung entscheidet, oft die kleine Wechselspannung auf dem Gleichanteil ist. Diese Größe ist die Welligkeit, und sie existiert nur, solange das Netzteil Strom liefert. Ihre Messung gehört deshalb in die Last und nicht auf ein separates Tischmessgerät.

Produktübersicht

Die Serie CH6311A umfasst fünf Modelle einer programmierbaren DC-Elektroniklast. Drei arbeiten mit 0 bis 150 V, zwei mit 0 bis 500 V; der Strom reicht von 15 A bis 60 A, die Leistung liegt beim Einstiegsmodell bei 150 W und bei den übrigen bei 300 W. Die Welligkeitsmessung ist in jedem Modell eingebaut und nicht als Option bestellbar.

Die Last kennt sechs Modi: Konstantspannung, Konstantstrom, Konstantleistung, Konstantwiderstand, Kurzschluss und Leerlauf. Daneben stehen ein Dynamiktest mit einstellbarer Stromflanke, die Erfassung von OCP und OPP, Zeitmessungen für OVP, Einschaltzeit und Überbrückungszeit, ein Batterieentlademodus sowie ein Listentest mit 60 Schritten.

Die Frontplatte trägt links das Display, rechts die Tastatur mit Richtungstasten, dazu eine USB-Host-Buchse und die Eingangsklemmen. Das Gehäuse misst 215 × 88 × 335 mm und wiegt etwa 5,5 kg beim 150-W-Modell sowie 6,5 kg bei den 300-W-Modellen.

So arbeitet die Elektroniklast mit Welligkeitsmessung

Die Last zieht einen programmierten Strom aus der Quelle und hält ihn, während die Spannung an den Klemmen mit 500 kHz abgetastet wird. Weil die Abtastung gegenüber der Welligkeitsfrequenz schnell ist, wird der Verlauf erfasst und nicht gemittelt; das Gerät kann deshalb den Spitze-Tal-Wert zusammen mit dem höchsten und dem tiefsten Punkt der Auslenkung ausgeben.

Die getrennte Ausgabe der Spitzenwerte macht die Zahl erst brauchbar. Zwei Versorgungen können denselben Vpp zeigen und sich unterschiedlich verhalten: Die eine schwingt symmetrisch um ihren Nennwert, die andere bleibt auf dem Nennwert und bricht nach oben aus. Vp+ und Vp- trennen diese Fälle, und für den Strom gilt dasselbe.

Der Dynamikmodus stellt eine andere Frage. Statt eine gleichbleibende Last zu halten, schaltet er mit einer eingestellten Rate und einstellbarer Flanke zwischen zwei Pegeln um und zeichnet auf, wie der Ausgang reagiert. Eine Versorgung, die unter konstanter Last sauber aussieht, kann auf einen Sprung deutlich nachschwingen; die Spitzenwertmessung erfasst dieses Nachschwingen im Moment seines Entstehens.

Die übrigen Funktionen bauen auf derselben Stufe auf. Die OCP-Prüfung erhöht den Strom, bis die Versorgung abschaltet, und meldet, wo das geschehen ist; die Zeitfunktionen messen, wie lange der Schutz braucht und wie lange der Ausgang nach dem Trennen der Netzversorgung hält; der Batteriemodus entlädt einen Akku und summiert dabei die Kapazität.

Auswahl der passenden Elektroniklast

Beginnen Sie mit der Spannung. Ein 150-V-Modell deckt die üblichen Adapter, Ladegeräte und Niederspannungsversorgungen ab; ein 500-V-Modell deckt leistungsfaktorkorrigierte Eingangsstufen und höhere Zwischenkreise ab. Die 500-V-Modelle führen bei gleicher Leistung weniger Strom, das ist der Kompromiss dieser Baureihe.

Danach folgt der Strom bei der tatsächlich genutzten Spannung. Ein 300-W-Modell erreicht 60 A nur bei 5 V und 15 A bei 20 V; die Stromangabe auf der Modellkarte ist also ein Höchstwert bei niedriger Spannung und kein Wert, der über den ganzen Bereich zur Verfügung steht. Für einen niederspannungsseitigen Ausgang mit hohem Strom ist das 60-A-Modell vorzusehen, für den umgekehrten Fall die 500-V-Modelle.

Danach kommen die Messungen. Die Welligkeit ist hier in jedem Modell vorhanden, das ist der Zweck der Serie; OCP, Zeitmessung und Batterieentladung sind ebenfalls durchgängig vorhanden. Die Wahl zwischen den Modellen betrifft damit den Bereich und nicht die Ausstattung, was die Auswahl vereinfacht.

Zuletzt der Messplatz. Die serielle Verbindung und beide USB-Anschlüsse sind serienmäßig, die PC-Software ist als Option gelistet; einhundert Setups lassen sich im Gerät halten, sodass eine Linie mit wechselnden Produkten nicht bei jedem Umbau einen Rechner benötigt.

Senden Sie die maximale Spannung und den maximalen Strom der Quelle, die abgegebene Leistung und die in der Zeichnung geforderten Messungen, dann lässt sich ein Modell darauf abstimmen.

Messgrenzen und Auswahlhinweise

Die Welligkeit wird an den Lastklemmen gemessen, was nicht dieselbe Stelle ist wie der Ausgangsstecker der Versorgung. Die Leitung dazwischen führt Strom und bringt ihren eigenen Spannungsabfall und ihre eigene Einstreuung ein; ein an der Last gewonnener Welligkeitswert enthält die Leitung. Der Fernabgriff nimmt den Gleichspannungsabfall aus der Spannungsmessung, nicht aber die Wechselspannung, die die Leitung aufnimmt.

Die Bandbreite der Messung bestimmt den Wert. Eine Versorgung mit schnellem Transienten bei 1 MHz wird von einem Kanal, der mit 500 kHz abtastet, nicht beschrieben, unabhängig davon, was als Vpp angezeigt wird; die Zahl ist die Welligkeit innerhalb des Gerätebands, und dieses Band gehört in den Prüfbericht.

Leistung und Strom gelten nicht gleichzeitig über den ganzen Bereich. Das Gerät schützt sich bei 5 % über seinem Nennzustand, eine Überlastprüfung löst daher aus, statt zu laufen. Das ist das richtige Verhalten, bedeutet aber, dass eine Prüfung innerhalb der Hüllkurve geplant werden muss und nicht an deren Ecke.

Die Frequenz des Dynamikmodus und die Abtastrate sind verschiedene Angaben, und das Material nennt sie an verschiedenen Stellen. Keine ersetzt die andere: Ein schneller Dynamikmodus mit langsamem Messkanal würde die Last schneller umschalten, als das Ergebnis beobachtet werden kann.

Schließlich nennt das Material weder die Netzversorgung noch die Betriebstemperatur. Beides ist zu klären, bevor das Gerät in ein Verfahren eingebunden wird, besonders in einem Schrank, in dem die Umgebung über Raumtemperatur liegt.