Jak vybrat laboratorní zdroj

Jako laboratorní zdroje se označují napájecí zdroje pro použití v laboratořích, dílnách či servisech. Existuje jich celá řada typů – od běžných pro všeobecné použití až po specializované (modulové provedení, vysoký výkon, střídavá výstupní napětí apod.). V tomto článku se budu věnovat pouze parametrům a vlastnostem běžných laboratorních zdrojů, které jsou základem každého profesionálního i amatérského pracoviště. Konkrétní hodnoty parametrů závisí na vašich požadavcích a finančních možnostech, uváděné hodnoty jsou orientační příklady z praxe.

Zdroj může být řešen jako jednoduchý nebo jako vícenásobný (tj. obsahuje více zdrojů – např. 4 stejné zdroje 0 až 30 V). Nejběžnější jsou dvojité zdroje.

Provozní módy

U vícenásobných zdrojů můžete obvykle volit ze tří provozních módů:

• nezávislý – výstupní napětí a proud ovládáte nezávisle pro každou jednotku,
• tracking (sériový) – jednotky jsou propojeny do série,
• tracking (paralelní) – jednotky jsou propojeny paralelně.

V tracking módu ovládací prvky jedné jednotky regulují hodnoty napětí i proudu pro obě jednotky. Některé zdroje umožňují také sériový nebo paralelní provoz dvou stejných přístrojů.

Režimy zdroje

• CV – režim konstantního napětí (nejčastější použití)
• CC – režim konstantního proudu

Zdroje mohou automaticky přecházet mezi režimy CV a CC v závislosti na změně zátěže (R). Průchod mezi režimem konstantního napětí a režimem konstantního proudu se nazývá bodem průchodu (Crossover Point).

Obrázek ukazuje grafický průběh tohoto bodu v závislosti na změně zátěže. Výstupní napětí bude mít stálou hodnotu až do bodu, kdy je dosaženo nastaveného proudového limitu. Od tohoto okamžiku zůstává výstupní proud konstantní, ale výstupní napětí se snižuje s ohledem na vzrůstající zátěž. Obdobně při snížení zátěže přejde zdroj automaticky z režimu konstantního proudu do režimu konstantního napětí.

Představte si nabíjení autobaterie (12 V). Napětí bez připojené baterie nastavím na 13,8 V a omezení proudu na 2 A. Vybitá baterie je pro zdroj velkou zátěží a ten proto bude pracovat v režimu konstantního proudu. Baterie se postupně nabíjí a jak zatížení klesá, napětí vzrůstá k hodnotě 13,8 V a výstupní proud klesne pod nastavený limit 2 A. Toto je bod průchodu, kdy zdroj přechází do režimu konstantního napětí.

Pozn.: Větší zátěž (tj. teče větší proud) odpovídá menší hodnotě R.

Výstupní napětí / proud

Stejnosměrné napětí / proud s plynulou* lineární regulací v rozsahu např. 0 až 30 V / 0 až 3 A.

* Regulace není obvykle zcela plynulá, ale po malých skocích, např. po 0,1 % maximální hodnoty.

Pro pohodlné nastavení přesné hodnoty mohou být použity prvky pro hrubé a jemné nastavení.

Pevné stejnosměrné napětí, nejčastěji 5 V.

Výstupy zdroje mohou být galvanicky oddělené od země.

Ukazatele hodnoty napětí a proudu jsou analogové nebo digitální (dnes častější), v případě pevného napětí signalizace pomocí LED diody. LED displeje jsou lépe čitelné než LCD displeje. Je výhodou pokud má zdroj samostatné ukazatele pro napětí i proud.

Zdroj může mít také zvukovou signalizaci různých stavů (např. dosažení hodnoty omezení výstupního proudu). Obvykle ji lze vypnout.

Některé modely nabízí uživatelem definované předvolby napětí a proudu.

Stabilita výstupního napětí / proudu

Změna hodnoty výstupního napětí / proudu při změně napětí sítě, např. 20 mV / 5 mA.

Změna hodnoty výstupního napětí / proudu při změně zátěže, např. 40 mV / 10 mA.

Zvlnění výstupního napětí / proudu

Vyjadřuje hodnotu střídavé složky ve výstupním napětí / proudu, např. 2 mV / 5 mA.

Odpojení výstupu

Zdroj může mít tuto funkci, kdy tlačítkem (označené např. „Standby“) odpojíme výstupní napětí, přestože zdroj je připojen k síti.

Sensing (Sense)

Kompenzace napěťového úbytku na vodičích mezi zdrojem a spotřebičem.

Způsob chlazení

Výkonnější zdroje mají chlazení řešeno ventilátorem. Zvláště u levnějších modelů je dobré se zajímat, zda nejsou příliš hlučné.

Bezpečnost

Pro vaši bezpečnost i bezpečnost zdroje jsou dobré následující vlastnosti:

• odolnost proti zkratu,
• ochrana před přepětím na výstupu,
• ochrana před proudovým přetížením,
• ochrana proti špičkám při zapnutí,
• tepelná pojistka proti přehřátí (např. při poruše ventilátoru),
• uzamčení předního panelu (ovládacích prvků),
• rukojeť pro přenášení.

Dálkové ovládání

Umožňuje zdroj dálkově zapnout/vypnout a ovládat výstupní napětí a proud zdroje externím stejnosměrným napětím.

Komunikace s počítačem

Prostřednictvím počítačového rozhraní (USB, RS232, RS485, IEEE, LAN,…) můžeme z počítače ovládat funkce zdroje a programovat jej.

Papír (internet) snese všechno 🙂

Při výběru zdroje doporučuji nekoukat pouze na uváděné parametry, ale zajímat se také o zkušenosti jiných uživatelů. Nejlevnější laboratorní zdroje lze koupit již od cca 1000 Kč. Pokud si ale kupujeme „superzdroj“ za pár korun, někde bude určitě ošizen.