Porównanie elektronicznych obciążeń Hantek HDL2512A++, Siglent SDL1020X oraz SDL1030X

Czym jest obciążenie

Obciążenie to każde urządzenie, element lub układ, który podłączony do źródła zasilania pobiera z niego energię elektryczną. Może to być coś bardzo prostego, jak rezystor, lub bardziej złożonego – np. żarówka, silnik elektryczny, wzmacniacz czy układ cyfrowy. Obciążenie decyduje o tym, jaki prąd popłynie ze źródła i jak będzie ono pracować. Obciążenie może być stałe lub zmienne w czasie.

Elektroniczne obciążenie i jego zastosowanie

Elektroniczne obciążenie to specjalizowane urządzenie służące do testowania źródeł zasilania poprzez symulowanie różnych warunków pracy (obciążenia). W odróżnieniu od rezystorów mocy, które dają stałe obciążenie, elektroniczne obciążenie umożliwia regulowaną w pełni kontrolowaną i co ważniejsze dynamiczną kontrolę rezystancji a w konsekwencji możliwa jest kontrola parametrów takich jak prąd, napięcie oraz moc pobierana ze źródła, wszystkie te parametry mogą być zmienne w czasie.

W praktyce elektroniczne obciążenia stosuje się między innymi do:

• Testowania zasilaczy
• Testowania baterii oraz akumulatorów
• Testowania innych źródeł energii np. paneli fotowoltaicznych
• Badania zabezpieczeń układów (np. zabezpieczenia przed nadmiernym prądem lub mocą)
• Kontroli jakości i rozrzutu parametrów produkowanych źródeł energii
• Badania prototypowych źródeł energii

Podstawowe tryby pracy elektronicznych obciążeń

CC (Constant Current – stały prąd): obciążenie pobiera zadany prąd niezależnie od napięcia zasilania (używane np. do testowania baterii i zasilaczy).

CV (Constant Voltage – stałe napięcie): obciążenie utrzymuje określone napięcie na swoich zaciskach, a pobierany prąd zależy od źródła (stosowane np. przy testach źródeł prądowych).

CR (Constant Resistance – stała rezystancja): obciążenie zachowuje się jak rezystor o zadanej wartości – prąd zmienia się proporcjonalnie do napięcia (symulacja obciążenia rezystancyjnego, np. grzałki).

CP (Constant Power – stała moc): obciążenie pobiera moc o zadanej wartości, regulując prąd w zależności od napięcia (stosowane np. przy testach przetwornic regulowanych)

Tryb dynamiczny: elektronicznego obciążenia polega na szybkim przełączaniu pobieranego prądu (lub innego parametru, zależnie od trybu) między zadanymi wartościami. Dzięki temu można symulować zmienne, impulsowe obciążenie, jakie w praktyce generują np. procesory, układy cyfrowe, silniki czy przetwornice.

Kolejne funkcjonalności porównywanych obciążeń elektronicznych

Zabezpieczenia

Wszystkie porównywane modele posiadają wbudowane zabezpieczenia przed przeciążeniem (za duża moc) oraz nadprądowe (za duży prąd). Gdy wystąpi ochrona obciążenie natychmiast wyłączy wejście następnie wyświetlany jest stosowny komunikat. Oprócz wymienionych są również dostępne zabezpieczenia OVP, OTP i LRV.

Tryb pracy CR-LED

Elektroniczne obciążenia mają wbudowane tryb pracy CR-LED przeznaczony specjalnie do testowania sterowników i zasilaczy oświetlenia LED. Tryb CR-LED dodaje ustawienie napięcia przebicia diody. Gdy napięcie wejściowe jest powyżej tej wartości zadanej, obciążenie DC zaczyna działać. Dzięki temu może emulować rzeczywiste właściwości diody LED.

Funkcja rozładowania akumulatora

Elektroniczne obciążenia mogą również zapewnić “wgląd” w wydajność baterii poprzez analizę charakterystyki rozładowania DUT. Sztuczne obciążenia posiadają trzy warunki zatrzymania dla testu rozładowania: napięcie, pojemność lub czas. Proces rozładowania zostaje natychmiast zakończony, jeśli spełniony zostanie jeden z warunków zatrzymania. Zapewnia to większą kontrolę nad zakończeniem testu rozładowania i dodatkową warstwę bezpieczeństwa podczas krytycznych testów. W trakcie procesu testowego napięcie akumulatora, prąd rozładowania, czas rozładowania i zdolność rozładowania są wyraźnie wyświetlane na panelu LCD.

Test narostu i opadania napięcia – pomiar czasów

Obciążenie elektroniczne jest również wyposażone w funkcję bezpośredniego pomiaru czasów narastania i spadku napięcia. Może obliczyć czas od jednego napięcia do drugiego bez konieczności stosowania dodatkowych przyrządów pomiarowych. Dzięki SDL1000X możesz zaoszczędzić pieniądze i poprawić wydajność.

Symulacja parametrów zgodnie z wytycznymi

W trybie programu można wygenerować sekwencję testów przy użyciu różnych trybów, parametrów trybu i czasów trwania. Ta funkcja jest przydatna do automatycznego zestawiania zestawu testów na urządzeniu, a następnie wyświetlania, czy testy zakończyły się pomyślnie, czy nie. Obciążenia mogą dokładnie symulować złożone, dowolne wzorce prądu przy dużych prędkościach, umożliwiając precyzyjne testowanie przy użyciu wielu ustawionych równolegle obciążeń.

Tryb OCPT

Tryb ochrony przed przetężeniem (OCPT) zapobiega pobieraniu zbyt dużego prądu z testowanego urządzenia. Gdy napięcie wejściowe osiągnie punkt Von, obciążenie DC zacznie pobierać prąd ze źródła po czasie opóźnienia. Bieżąca wartość będzie wzrastać o określony rozmiar kroku w regularnych odstępach czasu. Jednocześnie obciążenie DC porówna napięcie wejściowe z napięciem OCP: Jeśli jest niższe, aktualna wartość prądu zostanie porównana, aby sprawdzić, czy jest w ustawionym zakresie prądu. W zakresie test OCP oceni Pass lub Fail. Jeśli jest poza ustawionym zakresem, obciążenie DC będzie zwiększać prąd rysowania i ponownie porównywać napięcie.

Tryb OPPT

Tryb ochrony przed mocą (OPPT): Gdy napięcie wejściowe osiągnie punkt Von, obciążenie pobierze moc po upływie czasu opóźnienia. Wartość mocy będzie wzrastać o wielkość kroku w regularnych odstępach czasu. Jednocześnie obciążenie DC oceni, czy napięcie wejściowe jest niższe od ustawionego napięcia OPP, jeśli tak, to aktualna wartość prądu zostanie porównana, aby sprawdzić, czy jest w ustawionym zakresie prądu. W tym zakresie test OPP przejdzie lub zakończy się niepowodzeniem. Jeśli jest poza ustawioną mocą, obciążenie będzie nadal zwiększać pobór mocy w zakresie prądu odcięcia i porównać napięcie OPP z wejściem.

Komunikacja

Obciążenia oferują port USB (HDL2512A++ USB typu C natomiast SDL1030X oraz SDL1020X typu B), LAN oraz RS232 i wspierają standard SCPI (standardowy język poleceń służący do sterowania i komunikacji z przyrządami pomiarowymi i testowymi).

Najważniejsze parametry elektronicznych obciążeń w odniesieniu do modeli Hantek HDL2512A++ , Siglent SDL1030X oraz SDL1020X

Pierwszym kluczowym parametrem elektronicznego obciążenia jest maksymalna moc jaka może zostać oddana do urządzenia. Testowanie źródeł energii o większym napięciu i prądzie będzie wymagało odpowiedniego obciążenia. Modele HDL2512A++ oraz SDL1030X potrafią rozproszyć moc 300 W natomiast SDL1020X jedynie 200 W. Kolejnym kluczowym parametrem jest maksymalne napięcie wejściowe które określa maksymalne napięcie badanego źródła – tutaj wszystkie modele oferują te same możliwości tzn. 150 V. Ważnym parametrem jest również błąd ustawienia zadanej wartości dla różnych trybów pracy. W trybach CC oraz CP wszystkie obciążenia wypadają tak samo natomiast w trybie CV przewagę mają obciążenia SDL1030X oraz SDL1020X ponieważ oferują nieco mniejszy błąd dla dolnego zakresu ustawianych napięć. Dla trybu CR obciążenia SDL1030X oraz SDL1020X również posiadają mniejszy błąd ustawienia rezystancji jednak przy nieco węższym zakresie czyli przy innym zakresie pomiędzy maksymalną oraz minimalną wartością jaką są wstanie ustawić (tu rezystancji). Oprócz błędu ustawienia zadanej wartości występuje również błąd pomiarowy podczas odczytu mierzonej wielkości będący stopieniem zgodności wyniku pomiaru z rzeczywistą wartością wielkości mierzonej (tu napięcia, prądu oraz mocy), tutaj wszystkie obciążenia oferują ten sam poziom dokładności. Warto również zwrócić uwagę na parametry trybu dynamicznego, obciążenie HDL2512A++ oferuje szerszy zakres możliwości ustawiania czasu pomiędzy zadanymi wartościami w trybie dynamicznym przy zachowaniu lepszej dokładności ustawienia oraz mniejszego minimalnego czasu narastania (najmniejszy możliwy czas, w jakim urządzenie potrafi zmienić pobierany prąd z wartości niższej do wyższej) jednak przy gorszym Współczynnik wzrostu/spadku (określa, w jakim zakresie szybkości urządzenie potrafi zmienić pobierany prąd) od modeli SDL1020X oraz SDL1030X. Ostatnim przydatnym parametrem może być wartość impedancji pomiędzy zaciskami wejściowymi gdy urządzenie nie pracuje, tutaj wygrywa model HDL2512A++ ze znacznie większą wartością impedancji.

Porównanie elektronicznych obciążeń Hantek HDL2512A++, Siglent SDL1020X oraz SDL1030X

Parametr		HDL2512A++		SDL1020X		SDL1030X
Wartość znamionowa (0–40 ℃)	Napięcie wejściowe	0~150 V
	Prąd wejściowy	0~3A	0~30A	0~5A	0~30A	0~5A	0~30A
	Moc wejściowa	300 W		200 W		300 W
	Minimalne napięcie robocze	0,14 V przy 3 A	1,4 V przy 30 A	0,15 V przy 5 A	0,9 V przy 30 A	0,15 V przy 5 A	0,9 V przy 30 A
Tryb stałego napięcia	Zakres	0,1~18 V	0,1~150 V	0~36 V	0~150 V	0~36 V	0~150 V
	Rezolucja	1mV
	Dokładność	±(0,05%+0,02% pełnej skali)	±(0,05%+0,025% pełnej skali)	±(0,05%+0,025% pełnej skali)	±(0,05%+0,025% pełnej skali)	±(0,05%+0,025% pełnej skali)	±(0,05%+0,025% pełnej skali)
Tryb stałego prądu	Zakres	0~3A	0~30A	0~5A	0~30A	0~5A	0~30A
	Rezolucja	1mA
	Dokładność	±(0,05%+0,05% pełnej skali)
Tryb stałego oporu *1	Zakres	0,1Ω~10Ω	10Ω~7500Ω	0,03Ω~10kΩ		0,03Ω~10kΩ
	Rezolucja	16-bitowy
	Dokładność	0,01% + 0,08S * 2	0,01% + 0,0008S	0,01% + 0,0008S		0,01% + 0,0008S
Tryb stałej mocy *3	Zakres	300 W		200 W		300 W
	Rezolucja	1mW		10mW		10mW
	Dokładność	±（0,1%+0,1% pełnej skali）
Tryb dynamiczny (tryb CC)
T1 i T2		20μS~3600S /Rozdzielczość: 1μS		20μS~999S /Rozdzielczość: 1μS		20μS~999S /Rozdzielczość: 1μS
Dokładność		2μS±100ppm		20 us~200 ms/Acc: 5 us	200 ms ~999 s/Acc: 5 ms	20 us~200 ms/Acc: 5 us	200 ms ~999 s/Acc: 5 ms
Współczynnik wzrostu/spadku *4		0,0001~0,2 A/μS	0,001~1,5 A/μS	0,0001~0,5 A/μS	0,001~2,5 A/μS	0,0001~0,5 A/μS	0,001~2,5 A/μS
Minimalny czas narastania *5		≈10uS	≈10uS	≈10uS	≈12uS	≈10uS	≈12uS
Zakres pomiaru
Odczyt wartości napięcia	Zakres	0~18 V	0~150 V	0~36 V	0~150 V	0~36 V	0~150 V
	Rezolucja	0,1 mV	1 mV	0,1 mV	1 mV	0,1 mV	1 mV
	Dokładność	±(0,025%+0,025% pełnej skali)
Aktualna wartość odczytu	Zakres	0~3A	0~30A	0~5A	0~30A	0~5A	0~30A
	Rezolucja	0,1 mA	1mA	0,1 mA
	Dokładność	±(0,05%+0,05% pełnej skali)
Wartość odczytu mocy	Zakres	300 W		200 W		300 W
	Rezolucja	1mW		10mW
	Dokładność	±(0,1%+0,1% pełnej skali)
Zakres ochrony
Ochrona przed przeciążeniem		320 W		210 W		310 W
Zabezpieczenie nadprądowe		3,3A	33A	5,1A	31A	5,1A	31A
Specyfikacja
Pomiar baterii		TAK
Impedancja zacisku wejściowego		500 kΩ		>200 kΩ
Interfejs		USB, RS232, LAN
Wymiar		208,5 mm * 84,5 mm * 325 mm		256 mm * 115 mm * 410 mm

Podsumowanie

Wszystkie trzy modele cechują się doskonałymi parametrami jednak przy wyborze warto zwrócić uwagę na moc wejściowa która jest wyższa dla modeli HDL2512A++ oraz SDL1030X oraz na błędu ustawień i pomiarowe które są minimalnie niższe dla modelu HDL2512A++ który wygrywa również pod względem zakresu ustawiania czasu dla trybu dynamicznego. Modele SDL1030X oraz SDL1020X mogą być lepszym wyborem przy padaniu źródeł o bardzo niskim napięciu i wysokim prądzie oferują również szerszy dolny zakres ustawień (tryb CV) oraz pomiaru napięcia i co ważniejsze pozwalają w szerszym zakresie regulować czas narostu/spadku dla trybu dynamicznego .

Elektroniczne obciążenie Hantek HDL2512A++: https://www.gotronik.pl/hdl2512a-elektroniczne-obciazenie-dc-150v-30a-300w-hantek-p-13421.html
Elektroniczne obciążenie Siglent SDL1020X: https://www.gotronik.pl/sdl1020x-elektroniczne-obciazenie-dc-200w-150v-30a-p-6535.html
Elektroniczne obciążenie Siglent SDL1030X: https://www.gotronik.pl/sdl1030x-elektroniczne-obciazenie-dc-300w-150v-30a-p-6534.html