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Stromversorgungen für System und Labor

Für den Einsatz in Industrie und Forschung werden, je nach Verbraucher, → DC-Stromversorgungen und AC-Stromversorgungen benötigt. In der Mehrzahl der Fälle haben sie die Aufgabe, die Spannung, gelegentlich aber auch den Strom, unabhängig von Eingangsspannung und Last, konstant auf einem bestimmten Wert zu halten. Meistens genügt es jedoch nicht, diese Werte stabil zu halten, es sollen vielmehr Testbedingungen geschaffen werden, bei denen die Parameter Spannung und/oder Strom gezielt verändert werden, sei es auf statische Pegel oder, zur Simulation von Störungen, auch auf schnell wechselnde Zustände, wie Spikes, Einbrüche oder ähnliches.
Bei AC-Stromversorgungen kommt als weiterer Parameter die Frequenz hinzu, die meist innerhalb gewisser Grenzen variiert werden kann. Als Kurvenform des Ausgangssignals können bei manchen AC-Quellen neben dem standardmäßigen Sinus auch beliebige Wellenformen wie Sinus mit überlagerten Harmonischen, Transienten, Dropouts u.v.m. ausgegeben werden.
Die gezielte Veränderung von Parametern wie Spannung, Strom, Frequenz oder auch von deren Limits erfolgt in rechnergesteuerten Testsystemen über Schnittstellen wie RS232, GPIB bzw. IEEE488, Ethernet oder USB. Hierüber werden auch die aktuellen Werte zurück gelesen, beispielsweise um den Strom eines mit konstanter Spannung versorgten Motors unter wechselnden Lastbedingungen zu überwachen.
Alternativ zur Programmierung von Spannung und Strom über die digitalen Rechnerschnittstellen können diese Parameter bei vielen Geräten auch über analoge Steuereingänge beeinflusst werden, die beispielsweise mit dem entsprechend vorprogrammierten Ausgangssignal eines → Arbiträr-Generatoren beaufschlagt werden. Damit lassen sich, besser und schneller als über die Digitalschnittstelle, zeitrichtig und in schneller Abfolge Wechsel der Versorgungsspannung (oder des Stroms) herbeiführen, um damit das Verhalten eines Prüflings auf kurzeitige Störungen wie z.B. Spikes zu testen. Dies erfordert jedoch von der Stromversorgung, dass das Ausgangssignal dem Signal am Steuereingang möglichst unverzögert folgen kann, also eine entsprechend schnelle Regelung, auf die nachfolgend kurz eingegangen werden soll.
Stromversorgungen in Testsystemen und im Labor sind fast ausnahmslos ``geregelt``, d.h. Schwankungen der Eingangsspannung oder des Lastwiderstandes haben im Idealfall keine Auswirkung auf die Ausgangsspannung oder, bei Stromkonstantbetrieb, auf den Laststrom. Unterschieden wird zwischen linear geregelten Stromversorgungen und solchen mit Schaltreglern, den ``getakteten Stromversorgungen``. Letztere haben meist einen deutlich höheren Störpegel (Ripple & Noise) als linear geregelte Netzgeräte. Hauptsächlich verantwortlich hierfür sind die durch den Schaltregler verursachten hochfrequenten Störspitzen. Da die Regelgeschwindigkeit unmittelbar von der Schaltfrequenz abhängt und entsprechend nach oben begrenzt ist, können Spannung oder Strom am Ausgang nicht beliebig schnell einem über Schnittstelle oder den analogen Steuereingang programmierten Sprung folgen. In dieser Disziplin sind linear geregelte Stromversorgungen klar im Vorteil, wenngleich es auch hier auslegungsbedingt große Unterschiede von Gerät zu Gerät gibt.
In Sachen Größe und Gewicht dagegen können getaktete Stromversorgungen punkten: Bei gleicher Ausgangsleistung sind sie meist deutlich kleiner und leichter als ihre linear geregelten Verwandten, die mit ihren auf 50Hz oder 60Hz ausgelegten Transformatoren viele Kilos Eisen auf die Waage bringen.
Gewissermaßen das Gegenstück zu den programmierbaren Stromversorgungen sind → Elektronische Lasten. Sie simulieren einen nicht vorhandenen Verbraucher bzw. dessen Verhalten unter wechselnden Lastbedingungen. Sie werden also zum Test von Stromversorgungen unter unterschiedlichsten Bedingungen eingesetzt, aber auch zum Test von irgendwelchen Baugruppen aus einem Gesamtsystem, bei dem die Funktionen bzw. Lastwechsel anderer nicht vorhandener Komponenten simuliert werden müssen.
So wie Elektronische Lasten den Verbraucher am Ausgang einer Stromversorgung simulieren, so wird mit AC-Quellen der Eingang einer Stromversorgung simuliert, also deren Verhalten bei Spannungsschwankungen, Spannungseinbrüchen oder Spikes oder unterschiedlichen Frequenzen wie z.B. von 47 bis 63Hz. Als weiteres Messmittel zum Testen von Stromversorgungen kommen → Leistungsanalysatoren zum Einsatz, mit denen nicht nur die zugehörigen Parameter Spannungen, Ströme und Leistungsfaktor, sondern auch die Harmonischen gemessen werden, was insbesondere bei getakteten Stromversorgungen unverzichtbar ist, um in Verbindung mit geeigneten Filtermaßnahmen die Einhaltung der entsprechenden Netzrückwirkungs-Grenzwerte sicherzustellen.
Passende Produkte: Arbiträr-Generatoren, Elektronische Lasten, Leistungsanalysatoren
Für den Einsatz in Industrie und Forschung werden, je nach Verbraucher, → DC-Stromversorgungen und AC-Stromversorgungen benötigt. In der Mehrzahl der Fälle haben sie die Aufgabe, die... mehr erfahren »
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Stromversorgungen für System und Labor

Für den Einsatz in Industrie und Forschung werden, je nach Verbraucher, → DC-Stromversorgungen und AC-Stromversorgungen benötigt. In der Mehrzahl der Fälle haben sie die Aufgabe, die Spannung, gelegentlich aber auch den Strom, unabhängig von Eingangsspannung und Last, konstant auf einem bestimmten Wert zu halten. Meistens genügt es jedoch nicht, diese Werte stabil zu halten, es sollen vielmehr Testbedingungen geschaffen werden, bei denen die Parameter Spannung und/oder Strom gezielt verändert werden, sei es auf statische Pegel oder, zur Simulation von Störungen, auch auf schnell wechselnde Zustände, wie Spikes, Einbrüche oder ähnliches.
Bei AC-Stromversorgungen kommt als weiterer Parameter die Frequenz hinzu, die meist innerhalb gewisser Grenzen variiert werden kann. Als Kurvenform des Ausgangssignals können bei manchen AC-Quellen neben dem standardmäßigen Sinus auch beliebige Wellenformen wie Sinus mit überlagerten Harmonischen, Transienten, Dropouts u.v.m. ausgegeben werden.
Die gezielte Veränderung von Parametern wie Spannung, Strom, Frequenz oder auch von deren Limits erfolgt in rechnergesteuerten Testsystemen über Schnittstellen wie RS232, GPIB bzw. IEEE488, Ethernet oder USB. Hierüber werden auch die aktuellen Werte zurück gelesen, beispielsweise um den Strom eines mit konstanter Spannung versorgten Motors unter wechselnden Lastbedingungen zu überwachen.
Alternativ zur Programmierung von Spannung und Strom über die digitalen Rechnerschnittstellen können diese Parameter bei vielen Geräten auch über analoge Steuereingänge beeinflusst werden, die beispielsweise mit dem entsprechend vorprogrammierten Ausgangssignal eines → Arbiträr-Generatoren beaufschlagt werden. Damit lassen sich, besser und schneller als über die Digitalschnittstelle, zeitrichtig und in schneller Abfolge Wechsel der Versorgungsspannung (oder des Stroms) herbeiführen, um damit das Verhalten eines Prüflings auf kurzeitige Störungen wie z.B. Spikes zu testen. Dies erfordert jedoch von der Stromversorgung, dass das Ausgangssignal dem Signal am Steuereingang möglichst unverzögert folgen kann, also eine entsprechend schnelle Regelung, auf die nachfolgend kurz eingegangen werden soll.
Stromversorgungen in Testsystemen und im Labor sind fast ausnahmslos ``geregelt``, d.h. Schwankungen der Eingangsspannung oder des Lastwiderstandes haben im Idealfall keine Auswirkung auf die Ausgangsspannung oder, bei Stromkonstantbetrieb, auf den Laststrom. Unterschieden wird zwischen linear geregelten Stromversorgungen und solchen mit Schaltreglern, den ``getakteten Stromversorgungen``. Letztere haben meist einen deutlich höheren Störpegel (Ripple & Noise) als linear geregelte Netzgeräte. Hauptsächlich verantwortlich hierfür sind die durch den Schaltregler verursachten hochfrequenten Störspitzen. Da die Regelgeschwindigkeit unmittelbar von der Schaltfrequenz abhängt und entsprechend nach oben begrenzt ist, können Spannung oder Strom am Ausgang nicht beliebig schnell einem über Schnittstelle oder den analogen Steuereingang programmierten Sprung folgen. In dieser Disziplin sind linear geregelte Stromversorgungen klar im Vorteil, wenngleich es auch hier auslegungsbedingt große Unterschiede von Gerät zu Gerät gibt.
In Sachen Größe und Gewicht dagegen können getaktete Stromversorgungen punkten: Bei gleicher Ausgangsleistung sind sie meist deutlich kleiner und leichter als ihre linear geregelten Verwandten, die mit ihren auf 50Hz oder 60Hz ausgelegten Transformatoren viele Kilos Eisen auf die Waage bringen.
Gewissermaßen das Gegenstück zu den programmierbaren Stromversorgungen sind → Elektronische Lasten. Sie simulieren einen nicht vorhandenen Verbraucher bzw. dessen Verhalten unter wechselnden Lastbedingungen. Sie werden also zum Test von Stromversorgungen unter unterschiedlichsten Bedingungen eingesetzt, aber auch zum Test von irgendwelchen Baugruppen aus einem Gesamtsystem, bei dem die Funktionen bzw. Lastwechsel anderer nicht vorhandener Komponenten simuliert werden müssen.
So wie Elektronische Lasten den Verbraucher am Ausgang einer Stromversorgung simulieren, so wird mit AC-Quellen der Eingang einer Stromversorgung simuliert, also deren Verhalten bei Spannungsschwankungen, Spannungseinbrüchen oder Spikes oder unterschiedlichen Frequenzen wie z.B. von 47 bis 63Hz. Als weiteres Messmittel zum Testen von Stromversorgungen kommen → Leistungsanalysatoren zum Einsatz, mit denen nicht nur die zugehörigen Parameter Spannungen, Ströme und Leistungsfaktor, sondern auch die Harmonischen gemessen werden, was insbesondere bei getakteten Stromversorgungen unverzichtbar ist, um in Verbindung mit geeigneten Filtermaßnahmen die Einhaltung der entsprechenden Netzrückwirkungs-Grenzwerte sicherzustellen.
Passende Produkte: Arbiträr-Generatoren, Elektronische Lasten, Leistungsanalysatoren