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8-2020

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Titelstory

Titelstory Energieabsorption mit hoher Präzision Flexible elektronische Lasten nehmen bis zu 350 W auf fache und schnelle Verbindung mit dem PC. In der intuitiv bedienbaren Software S1501–Ultra Load ist zusätzlich ein virtuelles Bedienerpanel integriert, mit dem man alle Funktionen der Last über den PC schnell und effektiv einstellen kann. Auch diese Software bietet eine Rekord-Funktion sowie die Speichermöglichkeit als *.csv-Datei an, die sich optimal für Langzeitaufzeichnungen einsetzen lässt. Auch die Settings lassen sich über die Software abspeichern (s. Bild 3). Betriebsweisen im Detail D i e e l e k t r o n i s c h e L a s t DL3000(A) kann in vier unterschiedlichen statischen Einstellungen betrieben werden: Elektronische Lasten sind als Hilfsmittel für sehr viele Einsatzgebiete nicht mehr wegzudenken. Autor: Boris Adlung Vertriebs- und Marketing Manager Rigol RIGOL Technologies Europe GmbH www.rigol.eu Sie sind in IoT-Anwendungen, bei der Vermessung von Akkumulatoren oder bei der Simulation von Ladegeräten ein unersetzliches Werkzeug. Speziell die elektronischen Lasten der Serie DL3000 von Rigol Technologies stellen durch ihre Flexibilität und Vielseitigkeit eine optimale Lösung dar und sind bis zu einer maximalen Leistung von 350 W erhältlich. Unerwartet vielseitig Die Geräte bieten neben den vier statischen Modi (Konstantstrom, -spannung, konstanter Widerstand und konstante Leistung) und vier dynamischen Test- Modi (kontinuierlicher Puls, einmaliger Puls, Umschaltpuls und Listen-Modus) auch drei integrierte Applikationen (Batterie-, Überleistungsschutz-, Überstromschutz-Test) an. Wie bei den Netzteilen der Serie DP800 ist zusätzlich zu den Basismodellen auch eine erweiterte A-Version verfügbar. Die unterschiedlichen Modelle sind in Bild 1 dargestellt. Speziell bei der A-Version hebt sich die Last mit einer Anstiegsrate (Slew-Rate) von bis zu 5 A/ µs und einem maximalen Frequenzbereich von 30 kHz deutlich von den Mitbewerbern ab und bietet maximale Sicherheit beim Testen. Die elektronischen Lasten von Rigol sind für den Anwender sehr angenehm und übersichtlich über den 4,3-Zoll-Bildschirm einstellbar, an dem sich der Kurvenverlauf in einem Graph bis zu einer Zeitdauer von 800 Sekunden und einer Auflösung von 4 µs/Messpunkt darstellen lässt (s. Bild 2). Diese Strommesskurve lässt sich zusammen mit den Parametern Spannung, Leistung und Widerstand mittels der Aufnahmefunktion [Rekord] auf einem externen USB-Datenträger als *.csv-Datei abspeichern. Die Schnittstellen USB, RS232 sowie LAN- (als Option oder als A-Version) sorgen für die ein- Konstantstrom (Constant Current, CC) Diese Funktion kann zum Vermessen einer Spannungsquelle sowie zur Überprüfung von Genauigkeit und Kapazität einer Leistungsversorgung (Power Supply Unit, PSU) verwendet werden. Hierfür lässt sich in der Last ein maximaler Stromwert eingeben. Nach Aktivierung der Last stabilisiert sich diese auf den eingestellten Stromwert, unabhängig davon, ob das Testobjekt (DUT) einen höheren Strom liefern könnte. Der Strom bleibt immer stabil auf dem eingestellten Wert, unabhängig von der DUT-Spannung (s. Bild 4). Sobald der Strom des DUT den eingestellten Stromwert in der DL3000 unterschreitet, wirkt die Last wie ein Kurzschluss und die Spannung sinkt auf 0 V. An der Vorderseite der Last sind zwei weitere Eingänge (Sense) vorhanden. Bei hohen Strömen wird ein nicht unwesentlicher Teil der Spannung an die Messkabel abgegeben. Durch die 10 hf-praxis 8/2020

Titelstory Bild 1: Unterschiedliche Modelle der elektronischen Lasten der DL3000-Serie Bild 2: Mit 4,3 Zoll ist der Bildschirm sehr groß und bietet daher genügend Übersicht Verwendung der Sense-Eingänge kann dieser Messfehler beseitigt, also kompensiert werden. CC wird unter Anderem in der Batterieapplikation verwendet und kann auch zur Charakterisierung von Brennstoffzellen dienen. Die DL3000-Serie ermöglicht hier eine präzise Einstellung der Lastarbeitspunkte, die für diesen Test notwendig sind. Konstantspannung (Constant Voltage, CV) Diese Funktion wird zum Beispiel zur Vermessung einer Stromquelle verwendet oder um die Stromgrenze einer PSU herauszufinden. Eine weitere Applikation könnte die Analyse des unterschiedlichen Stromverbrauchs bei einem Aufweckszenario einer IoT-Komponente sein. Genau wie bei CC kann hier ein maximaler Spannungswert eingegeben werden, auf den sich die Last dann stabilisiert. Die Höhe des Stromes vom DUT kann dabei variieren. Sobald die Spannung des DUT unterhalb des eingestellten Wertes liegt, senkt sich der Strom auf 0 ab, da die Last wie ein Leerlauf wirkt. CV kann zum Beispiel auch für die Analyse von Solarpanels genutzt werden. Sobald ein Solarpanel angeschlossen und die Last nicht aktiviert wird, wird die maximale Spannung im Display angezeigt. Sobald die Last aktiviert wird, ist der maximale Stromfluss in der elektronischen Last sichtbar. Konstanter Widerstand (Constant Resistance, CR) Um die Last als Widerstand zu verwenden, wird die Funktion CR verwendet. Dabei kann in der Last ein Wert von 0,08 Ohm bis 15 kOhm eingestellt werden. Hierzu wird die Spannung des DUT stabil gehalten. Der Strom wird dazu konstant zur Spannung so verändert bis der eingestellte Widerstandswert erreicht wird. Falls der maximale Strom vom DUT gezogen wird, senkt sich die Spannung soweit ab, dass der Widerstandswert erreicht werden kann. Hier lässt sich eine Quelle mit einem Widerstand stabilisieren, die sowohl Spannungs- als auch Stromquelle ist. Als Spannungsquelle wird der Strom so weit abgesenkt, dass der eingestellte Widerstand erreicht wird. Als Stromquelle wird die Spannung für die Einstellung des Widerstandes abgesenkt. Konstante Leistung (Constant Power, CP) Diese Funktion kann verwendet werden, um die Leistungskapazität einer Batterie oder einer Solarzelle zu ermitteln. Hierzu wird der Strom linear auf die eingestellte Leistung reguliert. Sobald der Strom vom DUT den in der DL3000 eingestellten Stromwert unterschreitet, wirkt die DL3000 wie bei der Einstellung CC als ein Kurzschluss und die Spannung geht auf 0 zurück. Weitläufige Anwendungsmöglichkeiten Die dynamischen Tests werden außer im Listen-Modus ausschließlich im CC-Modus Bild 3: Kurz- und Langzeitaufzeichnungen sind bequem möglich hf-praxis 8/2020 11

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