Netzgeräte (97)


Labornetzgeräte / Labor-Stromversorgungen (Power-Supplies) / DC-AC Quellen / Elektronische Lasten / Strom- und Spannungs-Quellen (SMUs) für Labor, Entwicklung, Prüfstände, Produktion & Bildung in verschiedenen Bauformen (Einbau / Tisch / Tower / 19-Zoll System) und Leistungsklassen (10 Watt bis 150/500 kW). Beratung / Verkauf / Support unter +49 7121 / 51 50 50

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Guide: Die richtigen Netzgeräte, Lasten und AC- Quellen für Ihren Anwendungsfall

Jeder von uns verwendet ein klassisches Netzteil (PSU) als Stromquelle für alltägliche Geräte wie z.B. Smartphones, Laptops und Küchengeräte. Technische Geräte, die eine andere Spannung und einen anderen Strom als aus dem vorhandenen Stromnetz benötigen, funktionieren ohne das richtige Netzgerät nicht.

Sowohl die Ausgangsspannung als auch der maximale Ausgangsstrom können bei Netzgeräten fest oder variabel sein. Als Labornetzteil oder Labornetzteil sind die Funktionen leistungsfähiger und vielseitiger und können in professionellen Umgebungen eingesetzt werden, beispielsweise in der elektronischen Entwicklung, in Testsystemen und in Servicebereichen. Labornetzteile werden beispielsweise auch in elektronischen Amateurgeräten oder an Universitäten verwendet.

Welche Arten von Netzgeräten gibt es?

In der Messtechnik gibt es zwei wesentlich unterschiedliche Arten, nach denen man Netzgeräte unterscheiden kann: die längs / linear geregelten Netzgeräte und die Schaltnetzgeräte.

Längs / linear geregelte Netzgeräte

Diese Art der Stromversorgung umfasst einen Transformator, der die Eingangsspannung in die erforderliche Sekundärspannung umwandelt. Das nachgeschaltete Modul erzeugt eine gleichgerichtete Spannung, die dann vom nachgeschalteten Stromkreis (Regler) auf die erforderliche Gleichspannung angehoben wird. Die variable Ausgangsspannung wird durch einen Linearregler erreicht. Der Vorteil dieser Schaltungsmethode besteht darin, dass die Ausgangsspannung kaum Interferenzprodukte enthält und die Restwelligkeit relativ gering ist. Diese Art von Schaltung erhöht jedoch das Gewicht und wirkt sich vor allem auf den Wirkungsgrad nachteilig aus.

Schaltnetzgeräte (getaktet)

Dies längs / linear geregelten Netzgeräte unterscheiden sich grundlegend von Schaltnetzteilen, bei denen der Wirkungsgrad zwischen 70% und mehr als 90% liegt, was sich für Stromversorgungsgeräte mit sehr hoher Leistung auszahlt. Dies wird durch sogenannte Aufwärts- oder Abwärtswandler erreicht, die bei höheren Betriebsfrequenzen im Bereich von 10 kHz bis 100 kHz arbeiten.

Es gibt aber auch Ferritkernspulen, die den Wirkungsgrad der gesamten Schaltung verbessern können. Wenn die Ausgangsspannung höher als die Eingangsspannung der Stromversorgung ist, wird ein Aufwärtswandler verwendet. Wenn die Ausgangsspannung niedriger als die Eingangsspannung der Stromversorgung ist, wird das Gerät als Abwärtswandler angesehen.

Der Nachteil dieses Konzepts ist die Schaltspannung, bei der es sich um eine Störung oder ein Rauschen der DC-Ausgangsspannung handelt. Die Qualität jeder Stromversorgung wird durch den folgenden Filter bestimmt, der zum Glätten der Ausgangsspannung verwendet wird. Um höheren Anforderungen gerecht zu werden, werden Linearregler üblicherweise stromabwärts dieser Schaltnetzteile angeschlossen.

Die längs / linear geregelten Netzgeräte sind eine „aussterbende" Art. Selbst die Ladenetzteile von Handys sind mittlerweile Schaltnetzteile. Bereits bei diesen kleinen Netzteilen ist der Gewichtsunterschied deutlich zu spüren. Trotzdem werden linear / längs geregelte Netzgeräte aufgrund der geringen Restwelligkeit immer wieder angefragt, besonders bei Anwendungen im Labor.

Was sind die wichtigsten Auswahlkriterien für Netzgeräte?

Spannung, Strom und Leistung sind die wichtigsten Entscheidungskriterien bei der Auswahl eines neuen Neztgeräts.. Zu den dataTec-Produkten gehören unter anderem Netzteile mit einer Ausgangsspannung von 0 V bis 12 kV.

 

Was beschreibt die Ausgangsleistung eines Netzgeräts?

Die verfügbare Ausgangsleistung ist das Produkt aus Ausgangsspannung und Ausgangsstrom. Bei einigen Geräten gibt es einige Einschränkungen, die es verlangen, dass die gesamte Ausgangsleistung innerhalb des gesamten Ausgangsspannungsbereichs benötigt wird.

Die Ausgangsleistung jedes unserer Labornetzteile liegt zwischen ca. 25 W und 15 kW. Bei einigen Herstellern können mehrere Geräte parallelgeschaltet werden. Das bedeutet, dass diese Netzgeräte eine Ausgangsleistung von bis zu 150 kW liefern können. Zum Vergleich: Ein Einfamilienhaus kann jeden Winter ca. 5 kW Heizleistung liefern.

Wie unterscheiden sich Labornetzgeräte von herkömmlichen Netzteilen?

Ein Labornetzteil oder Labornetzgerät ist ein leistungsstärkeres und vielseitigeres Netzgerät, das hauptsächlich in professionellen Umgebungen verwendet wird, wie z. z. B. im Bereich der Entwicklung und Prüfung elektronischer Produkte eingesetzt werden. Labornetzteile werden auch in elektronischen Amateurgeräten oder in der Ausbildung und Forschung an Universitäten verwendet. Sie werden zur Stromversorgung von Modulen oder Schaltkreisen in Entwicklung, Produktion oder Testungen verwendet.

Welche sonstigen Typen von Netzgeräten gibt es noch?

  • Die weitere Kategorie von Netzteilen ist das sogenannte "19" -Schiebesystem (19 "bezieht sich auf die Breite des Geräts), das in einen 19-Zoll-Rahmen / Gehäuse eingesetzt wird, um sich an unterschiedliche Spannungen anzupassen.
  • Modulare Netzgeräte sind beliebig konfigurierbar. Das Gehäuse des Grundgeräts ist für den Einbau in das entsprechende System ausgelegt. Diese Geräte sind sehr kompakt, um Platz zu sparen. Durch den modularen Aufbau kann das Netzteil einfach und relativ kostengünstig an neue Anforderungen angepasst und ein einziges Mehrkanalsystem mit unterschiedlichen Spannungs- / Leistungsbereichen realisiert werden.
  • Einbaunetzteile haben oft die Form eines Gehäuses oder eines verpackten Moduls, das direkt mit der Leiterplatte verschweißt werden kann. Oftmals können Netzteile in eine vormontierte Leiterplatte eingeschweißt werden, die in die Schaltung eingesetzt werden kann. Einbaunetzteile sind unabhängige Geräte, die in das System eingebaut werden können. Sie stellen eine andere Art von Netzteil dar, von denen einige eine begrenzte Varianz der Ausgangsspannung aufweisen, z. B.: B. 11 V bis 16 V. Der Leistungsbereich beträgt bis zu 5.000W. Diese Geräte sind sehr kompakt, um Platz zu sparen.
  • Die DIN-Schienenstromversorgung ist ein anderer Typ. In der Schaltschrankstruktur wird häufig ein als High-Hat-Schiene bezeichnetes Installationssystem verwendet, das ebenfalls entsprechend standardisiert wurde. Alle Komponenten und Module, die im Schaltschrank platziert werden können, werden auf der Schiene installiert. So können Sicherungen, Relais und Netzteile auf der Schiene installiert und nebeneinander platziert werden.

Können Netzgeräte in Reihe geschaltet werden?

Netzgeräte können in Reihe oder parallelgeschaltet werden, dazu bedarf es jedoch an geeigneten Steuereingängen. Bei einigen Herstellern können bis zu 10 Netzteile parallelgeschaltet werden, um eine Ausgangsleistung von 150 kW zu erzeugen. Wenn Sie das Netzteil einschalten, stellen Sie bitte sicher, dass die Ausgangsspannung frei von Rauschen ist. Aufgrund der Spannungsfestigkeit tritt sonst oftmals ein schwerer Kurzschluss auf. In der Regel können nur zwei Geräte in Reihe geschaltet werden.

Wie kann Ich Netzgeräte programmieren?

Die meisten Elemente von Netzgeräten können programmiert werden. Dies umfasst nicht nur Ausgangsspannung, Ausgangsstrom und Ausgangsleistung, sondern auch Parameter wie maximale Spannung, Strom und Leistungsgrenzen zum Schutz des zu testenden Geräts. Für einige Geräte können der Einschaltstrom und die Einschaltspannung basierend auf der Zeitkurve bestimmt werden.

Die Ausgangsvariable kann auch durch eine gegebene Funktion oder Kurve über einen integrierten beliebigen Generator oder Funktionsgenerator oder einen analogen Eingangskanal gesteuert werden. Beliebige oder Funktionsgeneratoren können in das Netzteil integriert oder an den Analogeingang angeschlossen werden.

Welche Schnittstellen bieten Labornetzgeräte an?

Die meisten (Labor-) Netzteile bieten auch entsprechende Schnittstellen (GPIB, LAN, USB, RS232, RS485 usw.) an. Dadurch können sie in automatischen Testsystemen oder Produktionsumgebungen über automatische Programmsequenzen gesteuert werden. Dies kann auch verwendet werden, um die Ausgangswerte des Netzteils zu steuern und zu ändern. Anwendungsfälle sind beispielsweise z. B. das schriftweise Reduzieren von Versorgungsspannung des zu testenden Moduls, um herauszufinden, wann das Modul aufgrund einer unzureichenden Versorgungsspannung ausfällt.

Auswahltipps für Netzgeräte, Lasten und AC-Quellen

Den Beschreibungen der einzelnen Netzgeräte-Typen entnehmen wir die folgenden Elemente als Auswahlkriterium für Ihr neues Netzgerät:

  • Einsatzgebiet / Anwendung
  • Welche Ausgangs-Spannung, -Strom und -Leistung wird benötigt
  • AC oder DC
  • Welche Bauform passt zum jeweiligen Einsatzgebiet / zur jeweiligen Anwendung
  • Anzahl der Ausgänge / Kanäle
  • Kommunikationsschnittstelle (LAN, USB, GPIB usw.)

Bei der Auswahl und dem Kauf eines Netzteils ist es notwendig, die im Datenblatt angegebenen Spezifikationen zu verstehen. Nur so können Sie das richtige Netzgerät auswählen.

Es gibt mehrere Kriterien zur Beurteilung eines Netzgeräts. Jede von ihnen beschreibt einen anderen Aspekt der Leistung eines Netzteils. Je nach Anwendungsfall wechselt die Gewichtung der Faktoren.

Spannungs- und Stromspezifikationen bei Netzgeräten

Die primären Stromversorgungsspezifikationen sind die Spannungs- und Stromausgangsparameter. Was die Spannung betrifft, kann das Netzteil fest sein oder einen variablen Ausgang haben. Es ist zu prüfen, ob das Netzteil einen festen oder variablen Ausgang hat.

Wenn das Netzteil einen festen Ausgang hat, kann mit einer kleinen Einstellung der gewünschte Wert erreicht werden. Wenn die Stromversorgung einen variablen Bereich hat, muss sichergestellt werden, dass sie den erforderlichen Bereich abdeckt.

In Bezug auf den Strom muss sichergestellt werden, dass das Netzteil in der Lage ist, die erforderliche Stromstärke zu liefern und einen gewissen Spielraum über diese Mindestanforderung hinaus zu haben. Bei der Berechnung der Anforderungen an die Stromversorgungsspezifikation für den Strom muss der so genannte Einschaltstrom berücksichtigt werden. Dieser Einschaltstrom tritt auf, wenn ein Gerät eingeschaltet wird und ein großer Stromstoß zum Aufladen von Kondensatoren usw. gezogen wird. Dieser Einschaltstrom kann ein Vielfaches des normalen Betriebsstroms betragen.

Was ist die Netzregelung?

Die Spezifikationen von Stromversorgungen enthalten Angaben zu einem Parameter mit der Bezeichnung "Netzregelung". Wenn sich die Netz- oder Eingangsspannung ändert, kann eine kleine Änderung am Ausgang zu sehen sein. Die Zahl für die Netzregelung gibt diese Änderung an.

Wenn die Ausgangsspannung kritisch ist, muss sichergestellt werden, dass die Netzregelung so beschaffen ist, dass sie bei den erwarteten Netzschwankungen nicht außerhalb der erforderlichen Ausgangsspannungsgrenzen liegt.

Es ist auch notwendig, dies zu allen anderen Ausgangsspannungsschwankungen des Netzteils wie der Lastregelung und der Zeit- und Temperaturstabilität hinzuzufügen.

Die Spezifikation der Netzregelung wird normalerweise in Millivolt für eine bestimmte Eingangsvariation angegeben. Sie kann auch als Prozentsatz der Ausgangsspannung ausgedrückt werden und sollte bei den meisten Netzteilen typischerweise einige Millivolt (z. B. 5 mV) oder etwa 0,01 % der maximalen Ausgangsspannung für eine Änderung der Netzspannung innerhalb des Betriebsbereichs betragen.

Lastregelung bei Netzgeräten

Die Lastregelung ist ein weiteres Auswahlkriterium von Netzteilen. Es hat sich gezeigt, dass die Spannung an den Klemmen leicht abfallen kann, wenn die Last an den Ausgang des Netzteils angeschlossen wird. Das ist unerwünscht, da die Ausgangsspannung unter idealen Bedingungen genau konstant gehalten werden sollte.

Leistungsschwankungen werden normalerweise als Millivoltschwankungen oder als Prozentsatz der maximalen Ausgangsspannung ausgedrückt. Bei einer allmählichen Laständerung von 0 auf 100% können das einige Millivolt (z. B. 5 mV) oder 0,01% sein. Sie wird normalerweise als konstante Versorgungsspannung und konstante Temperatur angegeben.

Die Spannung auf der Leitung von der Stromversorgung zur Last kann ebenfalls erheblich abfallen. Dies kann durch die Verwendung dickerer Drähte mit geringerem Widerstand verringert werden. Netzteile haben oftmals zusätzliche Anschlüsse für die Fernabfrage.

Fernabfrage des Netzgeräts

Bei der Fernabfrage wird das Netzgerät an die Last angeschlossen, es werden jedoch zusätzliche Drähte verwendet, um die Spannung an der Last zu messen. Diese Drähte führen fast keinen Strom. Sie sind viel dünner und es gibt fast keinen Spannungsabfall entlang der Drähte.

Sie erfassen die Spannung an der Last und geben diese Informationen an das Netzgerät zurück, so dass der Spannungsreglerkreis die Spannung an der Last anstelle des Ausgangs des Netzteils regelt. Diese Funktion wertet ein Netzgerät auf.

Restwelligkeit und Rauschen des Netzgeräts

Die Parameter Restwelligkeit und Rauschen sind weitere wichtige Spezifikationen für Netzteile. Es ist möglich, dass Rauschen und andere Impulse auf der Netzleitung auf den Ausgang der zu versorgenden Schaltung übertragen werden. Daher ist es wichtig, Netzleitungen so sauber wie möglich zu halten.

Welche Netzgeräte Hersteller sind im dataTec Portfolio vertreten?

Wir wissen: je nach Messaufgabe, Geräteinstallation und Set-up kann die Anforderung an ein Netzgerät unterschiedlich ausfallen. Daher führen wir zahlreiche namhafte Netzgeräte-,Lasten- und Stromquellenhersteller in unserem Portfolio wie beispielsweise:

  • Keysight
  • Elektro-Automatik
  • TDK-Lambda
  • GW-Instek
  • Chroma
  • Heinziger
  • Rohde&Schwarz
  • Keithley
  • Und viele weitere…

Durch unsere zahlreichen Partner können wir Ihnen eine herstellerunabhängige Beratung anbieten und eine auf Ihre Bedürfnisse abgestimmte Lösung anbieten.

Kaufberatung zu Netzgeräten bei dataTec

Ganz gleich ob Labornetzteil, Netzgerät, AC-Quelle oder elektrische Last. Unsere Experten kennen die richtige Stromquelle für Ihre Messaufgabe. Zögern Sie nicht und lassen Sie sich durch unser Profiteam unverbindlich und herstellerunabhängig beraten. Sie können dafür unser Kontaktformular nutzen oder uns über die Rufnummer +49 7121 / 51 50 50 erreichen.