EL30000 jsou oslavou zátěže. Přitíží všemu, kromě obsluhy

K základnímu vybavení pracoviště již neodmyslitelně patří laboratorní zdroje, o tom není pochyb. Jen se v zápalu boje často zapomíná, že na opačné straně napájecího řetězce stojí pokaždé nějaká zátěž. Ta může mít nejrůznější podoby, dokonce i v přeneseném slova významu. Pro účely vývoje, měření a testování se však budou nejlépe hodit právě hmatatelná řešení v podobě samostatného přístroje, který by měl oslovit nejen svými výkony, ale také doprovodnými funkcemi.

Pod kontrolou až do 600 wattů

Pokud se poohlížíte po vhodném zařízení, můžete nyní do užšího výběru poslat i některou z dvojice nových, stejnosměrných elektronických zátěží, které ve své produktové řadě EL30000 nabízí společnost Keysight Technologies [1]. Světu je představila vloni, prvního prosince [2]. Technikům se tak dostávají do rukou kompaktní stolní přístroje z přiložených fotografií s vestavěným zapisovačem změřených údajů, hmotností do sedmi, resp. něco přes osm kilogramů a o celkových rozměrech 145 × 216 × 476 milimetrů umožňující v nejrůznějších zapojeních nahlédnout „pod pokličku“ a na zjištěné výsledky bezprostředně i reagovat.

Obsluha, která je s nástroji zmíněného typu zvyklá pracovat, pravděpodobně nebude mít nouzi ani o další laboratorní techniku. Díky zapracovanému systému, který u našich programovatelných zátěží dokáže přesně změřit napětí, proud a ještě k tomu spočítat i výkon, však na ni nemusí být zase tolik závislá. Jednokanálovou DC variantu na vstupu popíšeme 350 watty (EL34143A), duální verzi pak 0,6 kW (EL34243A). Stejnosměrné napětí a stejně tak i proud zde zůstávají stejné, tedy na maximálních úrovních 150 V a 60 A. Zdánlivý nesoulad po sčítání výkonů pak bude v případě vyšší verze vysvětlen dvěma 300wattovými kanály. Při paralelním řazení dvou, jinak nezávislých vstupů lze každopádně uvažovat průtoky o velikosti až 120 A.

Zdroje a zátěže vždy jako pár

Jen pro pořádek, elektronické zátěže jsou přístroji navrženými za účelem obecného testování zdrojů napájení, a to tak, že jim řízeným způsobem v zásadě kladou do cesty různě velké odpory a sledují vzniklou reakci, včetně odezvy systému. Vývojářská obec proto elektronické zátěže využije při ověřování svých návrhů a testování celé řady baterií, akumulátorů nebo i jejich kompletních modulů. Jindy se zase budou hodit ve spojitosti s elektrochemickými palivovými články, DC/DC měniči, adaptéry, nabíječkami, solárními panely nebo např. budiči svítivých diod, k práci s polovodičovými součástkami, jako jsou tranzistory MOSFET a IGBT apod. Pokračovat je možné napříč celým oborem elektroniky, nejen té výkonové.

Pravda, v nouzi lze naprosto základní funkci zátěže, tedy kladení překážky průtoku elektrického proudu, do určité míry simulovat s vhodně zvolenými součástkami – objemnými rezistory či rovnou reostaty, tradičními žárovkami a možná i s vlastními jednoduchými „udělátky“ v zapojeních napodobujících třeba Zenerovu diodu.

V praxi se s tím běžně setkáváme. Jakmile však jednou okusíte všechny pokročilé funkce, které může speciálně navržená, programovatelná elektronická zátěž nabídnout, pravděpodobně se již nebudete chtít vrátit zpět. Vybraným modelům – rovněž novinkám od společností, jako jsou Teledyne LeCroy, TDK-Lambda, GW Instek nebo například SIGLENT Technologies, byly na stránkách DPS Elektronika od A do Z v uplynulých dvou letech věnovány příspěvky, v pořadí [3], [4], [5] a [6]. K testu DC zátěže DL3021 od firmy Rigol Technologies zase povede [7].

Život je o změnách. Někdy i hodně rychlých

Pojďme ale zpátky k aktuálním novinkám z dílny Keysight Technologies. Jak jsme již naznačili, stolní elektronické zátěže rodiny EL30000 umožňují řízeně prověřit zdroje napájení v docela širokém rozsahu.

Nabízí přitom statické i dynamické testování a související profily (continuous, pulse či toggle, programovatelná rychlost přeběhu, práce se složitějšími posloupnostmi apod.) dokládající schopnost kontrolovaného systému, tzv. DUT (Device Under Test), dodávat stabilně energii a příp. si poradit i s nenadálými změnami v provozních požadavcích – ať již při rostoucím zatížení, nebo jindy zase v případě odlehčení.

Díky několika rozsahům dokáže přístroj přesně a také souběžně vyčíslit výsledná napětí a proud od nuly až do 150 V, resp. 60 A. S vestavěnými měřidly, voltmetrem i ampérmetrem, již proto nejsou zapotřebí externí digitální multimetr, bočníky nebo proudové sondy, ale ani související kabeláž. Aby pak výrobce omezil chyby vznikající z titulu vedení elektrického proudu nedokonalým vodičem, zavádí u nových DC zátěží možnost vzdáleného snímání se čtyřdrátovou metodou pro vyloučení vlivu napěťového úbytku.

Jako na osciloskopu

Veškerá nastavení jsou dále, společně se zjištěnými výsledky, vykreslována barevným LCD displejem s úhlopříčkou 4,3 palce, který zde nezapomíná ani na tradiční osciloskopický režim zobrazování. Pokud jde o standardní provozní módy, Keysight uvažuje konstantní napětí (CV), proud (CC), odpor (CR) a také výkon (CP). V podobném duchu rovněž zasahují jednotlivé pojistky – pevně daná či stavitelná nadproudová ochrana OCP, přepěťová pojistka OVP a také výkonové jištění OPP. Z hlediska jednoduchého způsobu měření, zachytávání údajů nebo i zobrazování výsledků se kromě toho uplatní přítomná rozhraní USB, LAN (LXI Core) a volitelně též i GPIB (general-purpose interface bus). Data ukládáte buď v rámci přístroje do interní NV RAM, nebo na externí flash disk.

Z dokumentace k novým elektronickým zátěžím Keysight série EL30000 vyplývá při uvážení režimu konstantního proudu přesnost nastavení u nízkého rozsahu, tedy 0,6 A, na úrovni ±(0,04 % z výstupu + offset 130 μA). V případě zpětného čtení změřených údajů se pak za stejných předpokladů změní jen koncový posun, a to na 120 μA.