Ratgeber
Labornetzgeräte, auch Labornetzteile genannt, kommen im Bereich der Elektronik immer dann zum Einsatz, wenn eine flexibel einstellbare Ausgangsspannung benötigt wird. Wo die praktischen Netzgeräte vorzugsweise genutzt werden, welche Vorteile sie bieten und worin sich lineare von Schaltnetzteilen unterscheiden, erfahren Sie in diesem Ratgeber.
Der wohl größte Unterschied zwischen einem konventionellen Netzteil und einem Labornetzgerät besteht darin, dass letzteres eine individuelle Einstellung der Ausgangs-Spannung erlaubt. So ist es möglich, dass das Labornetzteil Strom für eine Vielzahl verschiedener Aufgaben und Geräte liefern kann. Die gängige Leistung solcher Netzteile liegt zwischen 2 und 15.000 Watt, während die Spannung an den Ausgängen bis zu 1.500 Volt betragen kann.
Entsprechende Netzgeräte sind als Tischgeräte in unterschiedlichen Größen sowie als 19-Zoll-Netzteile, welche sich für die Montage in passende Racks eignen, erhältlich.
Eine analoge Anzeige oder ein digitales Display zeigt dem Anwender die eingestellte Ausgangsspannung und, je nach Modell, diverse weitere Werte an.
Genutzt werden Labornetzgeräte beispielsweise in den Bereichen Service, Wartung sowie in Forschung und Entwicklung.
Die Grenzwerte von Strom, Spannung und Leistung können flexibel den Erfordernissen angepasst werden. Gewöhnlich sind bei einem Labornetzteil neben der Ausgangsspannung auch das Impulsverhalten, die Restwelligkeit und das Rauschen genau spezifiziert.
Die am Netzgerät zur Verfügung stehenden Ausgänge sind gegen Überlastung und Kurzschlüsse gesichert und zudem verpolungssicher ausgeführt. Labornetzteile besitzen eine Strombegrenzung, die in der Regel von 0 bis zum Nennstrom des Netzgerätes eingestellt werden kann.
Es gibt allerdings auch einstellbare Netzteile, die über eine feste Strombegrenzung verfügen. Die am Netzgerät befindlichen Anschlüsse sind gewöhnlich genormt und ab Spannungen von 60 Volt berührungssicher ausgeführt.
Die im Gehäuse integrierte Anzeige stellt bei den meisten Modellen Soll- und Ist-Werte getrennt voneinander dar. Bei verschiedenen Labornetzteilen lassen sich Schwellenwerte definieren, bei deren Überschreitung entweder ein Alarm ausgelöst wird oder eine Abschaltung des Netzteils erfolgt.
Modellabhängig ist es zudem möglich, dass mehrere Labornetzteile in einer Reihen- oder Parallelschaltung betrieben werden. Hierzu verfügen die Geräte in der Regel über eine Master-Slave-Funktion. Darüber hinaus besitzen viele regelbare Netzteile diverse Schnittstellen, zum Beispiel Ethernet, RS232, USB oder sogar WLAN.
Unterschiede zwischen Linear-Labornetzteilen und Schaltnetzteilen
Es können grundsätzlich zwei Arten von Labornetzteilen unterschieden werden:
Lineare Labornetzgeräte ermöglichen eine schnellere und genauere Regelung von Strom und Spannung. Da die Ausgangskapazität eher gering ausfällt, spricht die Strombegrenzung besonders schnell an.
Dagegen weisen Schaltnetzteile einen deutlich höheren Wirkungsgrad auf und erzeugen entsprechend weniger Abwärme. Da auf einen großen und schweren Trafo verzichtet werden kann, sind die Geräte kleiner und leichter als ein lineares Netzteil. Ein linearer Aufbau wird daher häufig für Netzgeräte mit einer hohen Leistung verwendet.
Unser Praxistipp: Ausreichende Leistungswerte beachten!
Vor dem Kauf sollten Sie in den Datenblättern des Herstellers prüfen, ob das gewünschte Labornetzteil bei jeder Ausgangsspannung den maximalen Strom liefern kann. Nicht jedes Gerät ist dazu in der Lage. In einem solchen Fall erfolgt ein Derating, wenn eine bestimmte Spannung überschritten wird.
Was ist ein Trafo?
Mit dem umgangssprachlich verwendeten Begriff Trafo ist ein Transformator gemeint. Es handelt sich dabei im einfachsten Fall um einen Eisenkern mit zwei Spulen, die elektrisch voneinander getrennt sind. Die Eingangsspannung wird an die Primärspule angelegt, während die Entnahme der Ausgangsspannung an der Sekundärspule erfolgt. Wenn eine hohe Spannung in eine niedrigere Spannung transformiert werden soll, besitzt die Primärspule mehr Windungen als die Sekundärspule.
Für den Fall, dass eine geringe Spannung in eine höhere gewandelt werden muss, ist es genau umgekehrt. Die Primärspule weist dann weniger Windungen als die Sekundärspule auf. Wenn eine Wechselspannung an der Primärspule anliegt, wird ein wechselnder magnetischer Fluss im Eisenkern induziert. Dieser magnetische Fluss erzeugt in der Sekundärspule wiederum eine Spannung, die abhängig von der Anzahl der vorhandenen Windungen entweder höher oder niedriger als die Eingangsspannung ausfällt.
Wozu ist der Sense-Eingang an meinem Labornetzteil da?
Mit Hilfe eines Sense-Eingangs kann eine Spannungsmessung mit zusätzlichen Leitungen durchgeführt werden. Der Vorteil liegt in der Kompensation von Spannungsabfällen in den Anschlussleitungen.
Was ist eine Arbiträr-Funktion?
Mit einem Netzteil, das mit einer Arbiträr-Funktion ausgestattet ist, lassen sich verschiedene Signalformen für Strom und Spannung programmieren. Die Programmierung kann entweder direkt über das Labornetzteil vorgenommen werden oder mit Hilfe einer Software bequem an einem mit dem Netzgerät verbundenen Computer.