Grenzeloos vermogen: Programmeerbare voeding UDP3305S-E levert 2x 30V en 5A per kanaal (review)

Of het nu gaat om kleine projecten of complexe apparaten, elektronica heeft altijd stroom nodig. Of je nu een zelfbouw audioversterker wilt testen die nog geen eigen voeding heeft, of je lost een probleem op met een apparaat waarvan vermoed wordt dat het problemen heeft met de bijbehorende voedingsadapter, een laboratorium voeding is onmisbaar. De UNI-T UDP3305S-E biedt alles wat zelfs de meest veeleisende gebruiker nodig heeft.

Overzicht en korte specificaties van de UDP3305S-E

De Uni-T UDP3305S-E laat vrijwel geen wensen over.:

• 2 kanalen met elk 0-30 V, 0-5 A (Absolute max. spanning 2x 33 V en stroom 5,2 A)
• De afzonderlijke kanalen kunnen in serie of parallel worden geschakeld. Dit levert tot 60 V / 5 A, of 30 V / 10 A.
• Een derde kanaal is bedoeld voor het voeden van digitale schakelingen:
  • 1,8 V, 2,5 V, 3,3 V en 5 V zijn selecteerbaar.
  • Daarnaast is een maximum van 3 A bij 0 en 6 V beschikbaar.
• Ruisarme USB-A uitgang (5V) bij 2A max ("Kanaal 4")
• Groot kleurenscherm (4,3" TFT)
• Numeriek toetsenbord naast het regelwiel om snel waarden in te voeren
• Veelzijdige programmeerbaarheid:
  • In-/uitschakelsequenties - vertragingsfunctie
  • Willekeurige spanningssequenties
• Diverse interfaces: Ethernet, USB, RS232 en 4 digitale besturingsaansluitingen
• Compatibel met SCPI (standaardopdrachten voor programmeerbare instrumenten)
• Afmetingen en gewicht: 23 × 36 × 18 cm; 12 kilogram

 

 

Ontwerp en gebruikersinterface

Het apparaat maakt een solide indruk. Alle knoppen zijn van rubber en geven voelbare feedback. De draaiknop ligt goed in de hand en maakt precieze instellingen mogelijk. De aansluitingen hebben standaard 19 mm (3/4") tussenruimte, maar het zijn geen aanraakveilige veiligheidsaansluitingen; het is de standaarduitvoering.

Alle relevante gegevens voor de drie hoofdkanalen kunnen duidelijk en gelijktijdig op het scherm worden weergegeven. De functies van alle knoppen en menu's spreken voor zich. De taal van de interface kan worden ingesteld op Chinees, Engels en Duits. Alle menu-items zijn professioneel vertaald, met enkele kleine uitzonderingen zoals "Templet" of "Eintreten" voor "Enter" in het Duits.

Het display toont alle modi en informatie tegelijkertijd:
 

• Spanning, stroom, vermogen voor alle kanalen
• Constante spanning (CV) of constante stroom (CC) modus
• Instellen/begrenzen voor spanning of stroom

Daarnaast hebben alle kanalen LED's boven de respectievelijke connectors, die groen (CV) of rood (CC) oplichten.
 

Bijzonder opmerkelijk is het numerieke toetsenbord, waarmee je snel en rechtstreeks waarden kunt invoeren. In veel gevallen is deze methode veel sneller en nauwkeuriger dan draaien aan het encoderwiel.

Daarnaast is de akoestiek erg aangenaam: Na het inschakelen start de ventilator soepel op en zoemt hij heel zachtjes. Zelfs met een externe belasting tot 100 W wordt de ventilator nauwelijks luider.

Seriële en parallelle modus

In de normale modus zijn alle kanalen elektrisch geïsoleerd. Een van de belangrijkste eigenschappen van de voeding is echter de mogelijkheid om kanalen in seriële of parallelle modus te zetten met slechts één druk op de knop. In deze modi zijn de volgende spanningen en stromen mogelijk:
 

• Serieel: 0... 60 V, 5 A max.
• Parallel: 0... 30 V, 10 A max.

Als kanalen 1 en 2 parallel of in serie zijn aangesloten, wordt dit duidelijk weergegeven op het scherm en is er een grafiek die laat zien hoe de aansluitsnoeren voor elke modus moeten worden aangesloten.
 

 

Kanaal 3: Niet alleen voor digitale elektronica en microcontrollers

In tegenstelling tot veel concurrerende producten, die vaak alleen 3,3 V of 5 V leveren op het 3e kanaal, biedt de UNI-T een compleet kanaal, inclusief continue spanningsselectie en stroombegrenzing. Daarom kan op kanaal 3 elke spanning van 0 tot 6 V worden ingesteld, met een maximum van 3 A.

Voor het gebruiksgemak heeft het kanaal echter een extra knop met veelgebruikte voorinstellingen voor digitale schakelingen:

U_set = 0 1,8, 2,5, 3,3, 5 V

Het kanaal is een complete derde uitgang met alle functies en is niet beperkt tot digitale elektronica of microcontrollers. Dit maakt de UNI-T nog veelzijdiger.

Nauwkeurigheid en ruis van de UDP3305S-E

Voor elk kanaal kan een spanning en een maximale stroom worden ingesteld. Tijdens bedrijf worden de gemeten waarden weergegeven. Volgens de datasheet zijn de volgende toleranties van toepassing:

Programmeernauwkeurigheid:

• Spanning: ±(0,03% + 10 mV)
• Stroomsterkte: ±(0,2% + 5 mA)

Nauwkeurigheid teruglezen:

• Spanning: ±(0,03% + 10 mV)
• Stroomsterkte: ±(0,15% + 5 mA)

 

Alle metingen (bij 5 V, 10 V, 20 V en 30 V; 0,1 A, 0,5 A, 1 A, 2 A, 3 A en 5 A) bevestigen de gespecificeerde nauwkeurigheid.

Naast nauwkeurigheid zijn rimpel en ruis belangrijke kwaliteitscriteria. De rimpel is de fluctuatie die wordt veroorzaakt door de oplaad- en ontlaadcycli van de uitgang van de voeding. Bij een lineaire voeding treedt dit op bij de frequentie van de netspanning, d.w.z. 50 Hz (Europa) of 60 Hz (VS). Bij schakelende voedingen domineert de schakelfrequentie de spanningsfluctuaties.

In de specificatie van de UDP3305S-E staat:

Ur: < 350μVrms / 2mVpp

Dit kon ook worden bevestigd:
 

Zoals de figuur laat zien, ligt de gemeten ondergrens van de ruis (@ 20 V, 3 A uitgang) ruim binnen de gespecificeerde waarden.

Stroombegrenzing en -beveiliging

Een standaardfunctie van alle laboratoriumvoedingen is stroombegrenzing. Als de belasting meer stroom vraagt bij een bepaalde spanning, regelt de voeding de spanning omlaag naar de ingestelde maximale stroom. Hoe sneller de voeding dit bereikt, hoe beter. Alle kanalen van de UDP3305S-E (behalve #4 - USB-uitgang) hebben nauwkeurig instelbare stroombegrenzingen en beveiligingen.

Als de beveiligingslimiet niet is ingesteld, wordt de stroombegrenzing binnen 30 tot 50 ms bereikt. Als de stroombegrenzing actief is (vakje bij "Limit" is aangevinkt), treedt de uitschakeling binnen minder dan 100 ms op.
 

Zoals Figuur 6 laat zien, biedt de UNI-T een snelle stroombegrenzing en een redelijke uitschakelfunctie. De uitschakeltijd zorgt ervoor dat korte stroompieken de elektronische zekering niet activeren. Helaas is deze uitschakeling niet goed gedefinieerd en lijkt deze verschillende vertragingstijden te hebben bij verschillende stroombegrenzingen. Misschien wordt dit opgelost in een nieuwe firmware-update.

Specificaties bij in-/uitschakelen Uni-T UDP3305S-E

De opstartspecificaties van een voeding is cruciaal, want zelfs een kleine overshoot kan een gevoelige belasting beschadigen. Toch is het gedrag van de UDP3305S-E vlekkeloos. Hij vertoont een gelijkmatige spanningsstijging. Figuur 7 geeft een voorbeeld van een opstart van 10 V op kanaal 1.

 

Spanningsstabiliteit bij verandering van belasting

Tijdens een belastingstoename van 0 tot 3 A is de variatie in de uitgangsspanning minder dan 0,2%. Dit is een uitstekende waarde, die zelfs zonder speciale laboratoriumapparatuur moeilijk te meten is. Een vijfcijferige voltmeter gaf de volgende resultaten:
 

Zonder belsting [V]	Met 3 A belasting [V]
30.000	29.997
20.000	19.996
10.000	9.9997
5.000	4.9988

Dit zijn zeer goede resultaten. Zelfs de spanningsval in een kort stukje draad of in een goede connector kan veel groter zijn.

Programmering en bediening van de software

Een andere geweldige functie is de mogelijkheid om de voeding rechtstreeks via de gebruikersinterface te programmeren. Een tabel met 2048 regels voor verschillende parameters is beschikbaar door op de LIST/DELAYER toets te drukken. Elke regel kan worden ingesteld op individuele waarden voor spanning, stroom en tijd. Na het starten van de procedure verschijnen de verschillende instellingen op de uitgangen van de voeding. Daarnaast zijn er 8 verschillende templates:

1. Sinus
2. Blokgolf
3. Lineair
4. Stapsgewijze toename
5. Trede omlaag
6. Stapgewijze toename/afname
7. Exponentiële toename
8. Exponentiële afname
 

Met de templates kunnen eenvoudig willekeurige spannings- of stroomsequenties worden geprogrammeerd. Figuur 9 toont een voorbeeld van een step-up/down sequentie. Deze functie kan zeer nuttig zijn in diverse testtoepassingen.
 

Via het menu "UTILITY" -> "Monitor" kunnen de voorwaarden voor drie verschillende acties worden ingesteld:

• Uitgang Uit
• Waarschuwingsmelding
• Pieper (geluidssignaal)

Deze functie is erg handig voor het bewaken van schakelingen met een abnormaal gedrag en als extra veiligheidsmaatregel.

De software heeft ook een golfvormweergavefunctie (toets "WAVE"), waarmee de uitgangsspanning, stroom en vermogen voor elk kanaal gelijktijdig op het scherm kunnen worden weergegeven. Bij onafhankelijke werking kunnen de golfvormen van spanning, stroom en vermogen van alle drie de kanalen tegelijkertijd worden bekeken. In de serie/parallel-modus worden de waarden van de serie/parallel kanalen weergegeven.
 

Hiermee kunnen de stroom- en vermogenstoestanden van apparaten onder test (DUTs) gedurende een bepaalde tijd worden gecontroleerd. Hoewel de schaal niet kan worden aangepast, is dit een handige functie in elk testlab.

Software en firmware

Het installatieproces van de besturingssoftware die beschikbaar is voor UNI-T apparaten is relatief uitgebreid en neemt behoorlijk wat tijd in beslag. Na een succesvolle installatie wordt echter een grafische gebruikersinterface (GUI) beschikbaar.
 

Via de interface kunnen alle instellingen op afstand bediend worden via de aangesloten PC. Bovendien kunnen hier parameters voor automatisch schakelen ("Delayer") en de golfvorm van de spanning ("List") worden ingesteld. Als er complexere processen nodig zijn, is het vaak eenvoudiger om de programmering op de PC uit te voeren in plaats van op het apparaat zelf.

De voeding biedt hiervoor drie verschillende interfaces:

• USB
• RS-232
• LAN

Alle drie de interfaces kunnen de voeding besturen via overeenkomstige SCPI-commando's. Een bijbehorende programmeerhandleiding kan worden gedownload van de website van de fabrikant.

Het apparaat wordt momenteel geleverd met firmware versie v1.10. Updates kunnen over het algemeen worden uitgevoerd door een USB-stick in de USB-poort aan de achterkant te steken. Tijdens het inschakelen van het apparaat moet de UTILITY knop ingedrukt worden gehouden en begint het updateproces.

De firmware kan worden gedownload van de website van de fabrikant. Houd er rekening mee dat de update niet is getest en op eigen risico wordt uitgevoerd.

De USB-uitgang aan de achterkant dient ook voor het opslaan van gegevenstabellen die zijn gegenereerd met of voor de Delayer/List-besturing.

Voor- en nadelen van de UDP3305S-E

Voordelen:

• Seriële en parallelle modus met één druk op de knop
• Hoog totaal vermogen tot 328 W
• Zeer lage ruis en uitstekende spanningsstabiliteit
• Uitgebreide programmeermogelijkheden

Nadelen:

• Alleen de totale spanning wordt weergegeven in seriële modus; verschillende spanningen op de twee kanalen kunnen niet worden gebruikt (geen onsymmetrische voeding)
• Geen veiligheids banaanstekkers bij spanningen tot 64 V!
• Soms is de overstroombeveiliging ongedefinieerd
• Handleiding voor verbetering vatbaar

Conclusie

De voeding is zeer intuïtief in gebruik en biedt veel functies. De regeling en de prestaties van de voeding zijn uitzonderlijk goed. Al met al een aanrader voor enthousiaste makers en professionals.


Vertaling: Hans Adams