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Ohne ein Labornetzgerät kommen Praktiker und Amateure in der Elektronik nicht aus


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Labornetzgerät

Was brauchen wir?

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Seit Jahren hat der Autor

  • keine Spannungen über 15V,
  • bei 5V mehr als 5A,
  • bei 12V über 1,5A und
  • meistens bei 5V wenige mA < 100mA

benötigt.

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Elektronische Sicherung

ist unerlässlich.

  • Der maximale Strom ist einstellbar.
  • Wenn der eingestellte Strom überschritten wird,
  • wird die Stromversorgung abgeschaltet oder
  • der Strom begrenzt wird.
  • Der Strom muss auf wenige mA (20mA) einstellbar sein.

Labornetzgerät mit elektronischer Sicherung

Labornetzgeräte mit elektronischer Sicherung sind relativ teuer und in den meisten Fällen für zu hohe Ströme und Spannungen ausgelegt. Wir brauchen eigentlich nur 5V und einige hundert Milliampere. Aber wir brauchen eine elektronische Sicherung, die auch bei kleinen Ströme mit einigen Milliampere abschalten. Der Strom muss natürlich einstellbar sein.

Meistens wird eine Stromregelung angeboten. Je nach Belastung begrenzt das Labornetzgerät die Spannung oder den Strom auf einen eingestellten Wert. Das ist in den meisten Fällen eine gute elektronische Sicherung. Wünschenswert wäre, wenn der Ausgang des Netzgeräts auch bei Überlast abgeschaltet werden kann.

Die elektronische Sicherung muss so schnell reagieren, dass die angeschlossene Schaltung nicht beschädigt wird.

Anforderungen an das Netzgerät

Labornetzgeräte sind häufig für hohe Leistungen ausgelegt, z.B.

  • 16V / 5A
  • 27V / 3A
  • 32V / 2,2A

Die Ausgangsspannung kann von 0V bis zum Maximalwert eingestellt werden.

Dagegen ist es höchst ärgerlich, dass

  • die Strombegrenzung einfacher Labornetzteile nur sehr grob auf keine Ströme einstellbar sind,
  • die eingestellte Strombegrenzung wird dabei nicht unmittelbar angezeigt wird oder
  • gar sehr umständlich (Ausgang kurzschließen) eingestellt werden können,
  • die Sicherung zu langsam reagiert.

Wir brauchen

  • Ausgangsspannung 0-15V.
  • Ausgangsstrom 0-3A.
  • Spannung und Strom sollen komfortabel möglichst grob und fein eingestellt werden können.
  • Der Strom muss auf 20mA einstellbar sein.
  • Strom und Spannung sollen gleichzeitig digital angezeigt werden.
  • Die Bedienung soll einfach und übersichtlich sein.
  • Der Ausgang soll ein- und ausgeschaltet werden können.

Empfehlenswerte Geräte

Attention >

Empfehlung

Die Sichtung günstiger Angebote von Labornetzteilen ergibt drei empfehlenswerte Geräte:

  • Das QJ1502C von Komerci ist mit 33€ sehr günstig,
    hat gute elektrische Werte, ist aber nicht einfach einstellbar.
  • Es ist ein brauchbares Einsteigergerät.
  • Das KA3005D von Korad bzw. RND Lab und das
  • KD3005D von RND Lab
  • sind gute Geräte für den Amateur.
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Selbstbau

Der Selbstbau eines Labornetzgerätes ist eine reizvolles Thema.

  • Aus Gründen der Personen-Sicherheit ist dieses nicht für Anfänger zu empfehlen.
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Kein optimaler Schutz bei kleinen Ströme

Leider bieten alle nachfolgend vorgestellten Labornetzgeräte keinen optimalen Schutz gegen Überlastung bei kleinen Strömen.

  • Sie lassen kurzzeitig auch bei Strombegrenzung auf 20mA hohe Ströme von mehreren Ampere zwar kurzzeitig, aber dennoch für zu lange Zeit fließen.
  • Eine externe, selbst gebaute elektronische Sicherung begrenzt besser und schaltet 1000 mal schneller ab.
  • deshalb sollten die Netzgeräte mit einer externen elektronischen Sicherung betrieben werden.

QJ1502C

Das Gerät wird z.B. bei Komerci für 33€ angeboten.

QJ1502C.png
QJ1502C
  • 0 - 15V
  • 0 - 2A
  • Spannung und Strom jeweils mit zwei 270°-Poti einstellbar
  • Die Einstellung von Spannung und Strom ist schwierig.
  • Der Strom kann nur bei kurzgeschlossenem Ausgang eingestellt werden.
  • Ausgang nicht schaltbar (nur über Netzschalter)
  • Anzeige von Ausgangsspannung und -strom mit ausreichender Genauigkeit
  • Sehr geringe Störspannung von 4mVss
  • Gute Isolation vom Stromnetz von 40mV
  • Ausreichende Reaktionszeiten der Strombegrenzung um 1ms
  • Gute Lastausregelung
  • ca. 33€
  • Ein Einsteiger kann mit dem günstigen Netzgerät QJ1502C nichts falsch machen.
  • Es kann später als zweites Gerät seine Dienste tun.
Attention idea

Einstellung des maximalen Ausgangsstroms

Beim QJ1502C kann der maximale Ausgangsstrom nur eingestellt werden, wenn der Ausgang kurzgeschlossen ist.

1.
Die Ausgangsspannung des QJ1502C auf 1V einstellen.
2.
Den Ausgang kurzschließen.
3.
Mit dem Stromregler den maximalen Ausgangsstrom einstellen.
4.
Den Kurzschluss des Ausgangs wieder entfernen.

QUATPOWER LN-1803C

QUATPOWER LN-1803C ist eine etwas leistungsfähigere Variante des QJ1502C. Es beruht auf der gleichen Elektronik, ist nur etwas leistungsfähiger.

Das QUATPOWER LN-1803C wird bei Pollin für z.Z. unter 30€ angeboten.

Das QUATPOWER LN-1803C hat vergleichbare Eigenschaften wie das QJ1502C, aber

  • 0 - 18V
  • 0 - 3A
  • Temperaturgesteuerter Lüfter
  • Kaltgeräte-Netzkabel
Attention pin

Geräteklasse

Das QJ1502C und QUATPOWER LN-1803C stehen für eine Klasse von Labornetzgeräten mit vergleichbaren Eigenschaften.

Sie unterscheiden sich hinsichtlich

  • maximale Ausgangsspannung und
  • maximalem Ausgangsstrom.
  • Der maximale Ausgangsstrom kann nur bei kurzgeschlossenem Ausgang eingestellt werden.
  • Der Ausgangsstrom sollte mit einem Regler einstellbar sein, nicht per Schraubenzieher.
  • Manche Geräte haben zusätzliche Potis für die Feineinstellung.

KA3005

Das Gerät wird z.B. bei Reichelt für 89,00€ angeboten.

KA3005.png
KA3005P
  • 0-30V
  • 0-5A
  • digitale Spannungsanzeige mit 10mV Auflösung.
  • digitale Stromanzeige mit 1mA Auflösung.
  • Ausgang kann per Taster ein- / abgeschaltet werden (ON/OFF).
  • Die Sollwerte lassen sich bei abgeschaltetem Ausgang einstellen.
  • Bis zu fünf Einstellungen lassen sich speichern (M1-M5).
  • Einstellung von Spannung und Strom mit einem Drehrad - kein Poti.
  • Die Einstellung lässt sich auf vier Feinheitsstufen (Dezimalstellen) einfach einstellen.
  • Bei abgeschaltetem Ausgang wird die Einstellung angezeigt und
  • bei eingeschaltetem Ausgang die aktuellen Werte.
  • bei eingeschaltetem Ausgang können Spannung oder Strom eingestellt werden
  • Es wird dann der eingestellte Wert der Spannung bzw, des Stroms angezeigt
  • der andere Wert (Strom bzw. Spannung) ist der aktuelle.
  • Eine Abschaltung des Ausgangs kann aktiviert werden für
  • Überstrom
  • Überspannung
  • Es wird auf extern induzierte Überspannung reagiert.
  • Die Bedienung / Tasten des Gerätes können gesperrt werden (LOCK).
  • Der Zustand des Gerätes wird übersichtlich angezeigt:
  • Ausgang ein / aus (OUT)
  • Spannungsregelung, konstante Spannung (C-V)
  • Stromregelung, konstanter Strom (C-C)
  • Auslösung der Überspannungssicherung (OVP)
  • Auslösung der Überstromsicherung (OCP)
  • Das KA3005 hat nur zwei Manko:
  • Der Lüfter rumort ein wenig, ist aber nicht nervig,
  • Die Einstellung erfolgt anstelle eines Potis über einen digitalen Drehgeber, der leider nicht besonders lange hält und dann sprunghafte Änderungen erzeugt.
  • Das Problem des Springens lässt sich leicht beheben:
    Den Drehknopf des Drehgebers abziehen und den Drehgeber mit Kontakt-Spray Tuner 600 leicht einsprühen.
  • Für das Labor wäre es hilfreich, wenn eine maximale Spannung eingestellt werden kann, die bei Überschreiten zur Abschaltung des Ausgangs führt.

Dann kann man die Ausgangsspannung regeln und läuft nicht Gefahr, eine zu hohe Spannung einzustellen.

Beim KA3005 kann man bei eingeschaltetem Ausgang die Spannung hochregeln, ohne dass die Überspannungssicherung auslöst.

  • Das KA3005P ist die programmierbare Version (Bild 1)
  • Es hat zusätzlich einen USB/seriellen Anschluss
  • über den es vom Computer programmiert werden kann
  • und ist natürlich teurer.

KD3005D

Das Gerät wird z.B. bei Reichelt für 74,00€ (64,00€) angeboten.

Das KD3005D ist der kleine Bruder des KA3005.

Die Daten

  • 0V - 30V
  • 0A - 5A
  • Die Anzeigen sind weitgehend identisch.
  • Das KD3005D verfügt nicht über mehrere Speicher für Einstellungen und hat auch keine externe digitale Schnittstelle.
  • Es wird nicht mit Tasten gesteuert, sondern im wesentlichen mit zwei Reglern:
  • einen für die Ausgangsspannung
  • mit Grob- und Feineinstellung (10mV)
  • einen für den Ausgangsstrom
  • mit Grob- und Feineinstellung (1mA)
  • Der Ausgang ist nicht schaltbar (nur über den Netzschalter)
  • Eine Abschaltung des Ausgangs bei Überstrom kann eingeschaltet werden.

Das KD3005D ist ein empfehlenswertes Labornetzgerät.

Die Abstriche gegen das KA3005 bringen einen Preisabschlag von 15€ mit Glück gar 25€.

Attention :-(

Alternativen

Leider hat die Sichtung der gebotener Geräte keine echten Alternativen zu den oben vorgestellten ergeben.

  • Ein Einsteiger kann mit dem günstigen Netzgerät QJ1502C nichts falsch machen.
  • Empfehlung zunächst das QJ1502C und später das KD3005 anschaffen.
  • Das KA3005 kann dem ambitionierten Amateur empfohlen werden.
  • Vergleichbare oder bessere Geräte waren teurer.
  • Netzgeräte über 50€ kommen bei Preis/Leistung mit dem QJ1502C, KA3005 oder KD3005D nicht mit.
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Finger weg

Es werden vielfach Geräte unter dem Namen DPS XXXX angeboten.

Sie haben ein hübsches Interface und auf den ersten Blick ansprechende Daten.

  • Das DPS3003 zeigt bei der dynamischen Lastausregelung ein Verhalten, dass auch im Labor von Amateuren nicht akzeptiert werden sollte.
  • Allein dieses ist ein Ausschlusskriterium.
  • Es wird ein Netzteil benötigt, das aus der 230V Netzspannung die benötigte Gleichspannung erzeugt.
  • Angebotene Schaltnetzteile haben eine hohe bis sehr hohe Spannung gegen Erde und das ist auch für das Labor eines Bastlers ein No Go.
  • Nur Notebook-Netzteile von Lenovo sind hinreichend gut.
  • Ein selbst gebautes Trafo-Netzteil macht den Preisvorteil wieder wett.
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Elektronische Sicherung

Eine einfache elektronische Sicherung ist beim Arbeiten mit empfindlichen Bauelementen oder Geräten (z.B. Raspberry Pi) sehr empfohlen.

  • Alle hier vorgestellten Labornetzgeräte reagieren viel zu langsam.
  • Eine selbst gebaute elektronische Sicherung ist 1000 mal so schnell.
  • Wer es nicht glaubt:
    Aus Schaden wird man klug.