HM8143
Arbitrary Power Supply
Benutzerhandbuch
*5800448602*
5800448602
Version 05
Benutzerhandbuch / User Manual
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung
ROHDE & SCHWARZ Messgeräte erfüllen die Bestimmungen der EMV Richtlinie. Bei der Konformitätsprüfung werden von ROHDE & SCHWARZ die gültigen Fachgrundbzw. Produktnormen zu Grunde gelegt. In Fällen, wo unterschiedliche Grenzwerte möglich sind, werden von
ROHDE & SCHWARZ die härteren Prüfbedingungen angewendet. Für die Störaussendung werden die Grenzwerte
für den Geschäfts- und Gewerbebereich sowie für Kleinbetriebe angewandt (Klasse 1B). Bezüglich der Störfestigkeit nden die für den Industriebereich geltenden Grenzwerte Anwendung. Die am Messgerät notwendigerweise
angeschlossenen Mess- und Datenleitungen beeinussen
die Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte in erheblicher
Weise. Die verwendeten Leitungen sind jedoch je nach Anwendungsbereich unterschiedlich. Im praktischen Messbetrieb sind daher in Bezug auf Störaussendung bzw. Störfestigkeit folgende Hinweise und Randbedingungen unbedingt
zu beachten:
1. Datenleitungen
Die Verbindung von Messgeräten bzw. ihren Schnittstellen mit externen Geräten (Druckern, Rechnern, etc.) darf nur
mit ausreichend abgeschirmten Leitungen erfolgen. Sofern
die Bedienungsanleitung nicht eine geringere maximale Leitungslänge vorschreibt, dürfen Datenleitungen (Eingang/
Ausgang, Signal/Steuerung) eine Länge von 3m nicht über-
schreiten und sich nicht außerhalb von Gebäuden benden.
Ist an einem Geräteinterface der Anschluss mehrerer Schnittstellenkabel möglich, so darf jeweils nur eines angeschlossen
sein. Bei Datenleitungen ist generell auf doppelt abgeschirmtes Verbindungskabel zu achten. Als IEEE-Bus Kabel ist das
von ROHDE & SCHWARZ beziehbare doppelt geschirmte Kabel HZ72 geeignet.
2. Signalleitungen
Messleitungen zur Signalübertragung zwischen Mess-Stelle
und Messgerät sollten generell so kurz wie möglich gehalten werden. Falls keine geringere Länge vorgeschrieben ist,
dürfen Signalleitungen (Eingang/Ausgang, Signal/Steuerung)
eine Länge von 1m nicht erreichen und sich nicht außerhalb
von Gebäuden benden. Alle Signalleitungen sind grundsätzlich als abgeschirmte Leitungen (Koaxialkabel - RG58/U) zu
verwenden. Für eine korrekte Masseverbindung muss Sorge
Allgemeine
getragen werden. Bei Signalgeneratoren müssen doppelt abgeschirmte Koaxialkabel (RG223/U, RG214/U) verwendet
werden.
3. Auswirkungen auf die Geräte
Beim Vorliegen starker hochfrequenter elektrischer oder
magnetischer Felder kann es trotz sorgfältigen Messaufbaues über die angeschlossenen Kabel und Leitungen zu
Einspeisung unerwünschter Signalanteile in das Gerät kommen. Dies führt bei ROHDE & SCHWARZ Geräten nicht zu einer Zerstörung oder Außerbetriebsetzung. Geringfügige Abweichungen der Anzeige – und Messwerte über die vorgegebenen Spezikationen hinaus können durch die äußeren Umstände in Einzelfällen jedoch auftreten.
Hinweise zur
CE-Kennzeich-
nung
2
Inhalt
Inhalt
Allgemeine Hinweise zur CE-Kennzeichnung ......2
1 Wichtige Hinweise ......................4
1.1 Symbole ...................................4
1.2 Auspacken .................................4
1.3 Aufstellen des Gerätes ........................4
1.4 Sicherheitshinweise ..........................4
1.5 Bestimmungsgemäßer Betrieb ................5
1.6 Umgebungsbedingungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5
1.7 Gewährleistung und Reparatur .................5
1.8 Wartung ...................................5
1.9 Messkategorien .............................6
1.10 Umschalten der Netzspannung und
Sicherungswechsel ...........................6
1.11 Batterien und Akkumulatoren/Zellen .............6
1.12 Produktentsorgung ...........................7
2 Bezeichnung der Bedienelemente ..........8
3 Netzgeräte-Grundlagen ..................9
3.1 Lineare Netzteile .............................9
3.2 Getaktete Netzteile ...........................9
3.3 Parallel- und Serienbetrieb ....................10
3.4 Strombegrenzung ...........................11
3.5 Elektronische Sicherung (ELECTRONIC FUSE) ....11
8 Fernsteuerung ........................ 16
8.1 Schnittstellen ..............................16
8.2 Allgemeine Hinweise ........................16
8.3 Umschalten der Baudrate ....................16
8.4 Befehlesreferenz ............................16
8.5 Arbitrary ..................................17
9 Technische Daten ...................... 20
10 Anhang ..............................21
10.1 Abbildungsverzeichnis .......................21
4 Anschließen der Last ................... 11
5 Die Bedienung des HM8143 .............. 12
5.1 Inbetriebnahme .............................12
5.2 Einschalten ................................12
5.3 Abschalten des Tastentons ....................12
5.4 Einstellung der Ausgangsspannungen und der Strom-
begrenzung ................................12
5.5 Triggereingang / Triggerausgang (Start/Stop) .....12
5.6 Modulationseingänge ........................12
5.7 Tracking ...................................13
5.8 Umschalten der Anzeige-Geschwindigkeit .......13
6 Betriebsarten ......................... 14
6.1 Konstantspannungsbetrieb (CV). . . . . . . . . . . . . . . .14
6.2 Konstantstrombetrieb (CC) ....................14
6.3 Elektronische Last. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
6.4 Serien- oder Parallelbetrieb ...................14
6.5 Arbitrary-Modus ............................14
7 Sicherungseinrichtungen ................ 15
7.1 Strombegrenzung ...........................15
7.2 Elektronische Sicherung ......................15
7.3 Kühlung ...................................15
7.4 Fehlermeldungen ...........................15
3
Wichtige Hinweise
1 Wichtige Hin-
weise
1.1 S y mbole
!
(1) (2) (3)
Symbol 1: Achtung, allgemeine Gefahrenstelle –
Produktdokumentation beachten
Symbol 2: Gefahr vor elektrischem Schlag
Symbol 3: Erdungsanschluss
1.4 Sicherheitshinweise
Dieses Gerät ist gemäß DIN EN 61010-1 (VDE 0411 Teil 1),
Sicherheitsbestimmungen für elektrische Mess-, Steuer-,
Regel- und Laborgeräte gebaut, geprüft und hat das Werk
in sicherheitstechnisch einwandfreiem Zustand verlassen.
Es entspricht damit auch den Bestimmungen der
europäischen Norm EN 61010-1 bzw. der internationalen
Norm IEC 61010-1. Um diesen Zustand zu erhalten und
einen gefahrlosen Betrieb sicherzustellen, muss der
Anwender die Hinweise und Warnvermerke beachten, die
in dieser Bedienungsanleitung enthalten sind. Gehäuse,
Chassis und alle Messanschlüsse sind mit dem
Netzschutzleiter verbunden. Das Gerät entspricht den
Bestimmungen der Schutzklasse 1.
Das Auftrennen der Schutzkontaktverbindung innerhalb
oder außerhalb des Gerätes ist unzulässig!
1.2 Auspacken
Prüfen Sie beim Auspacken den Packungsinhalt auf Vollständigkeit (Messgerät, Netzkabel, evtl. optionales Zubehör). Nach dem Auspacken sollte das Gerät auf transportbedingte, mechanische Beschädigungen und lose Teile im
Innern überprüft werden. Falls ein Transportschaden vorliegt, bitten wir Sie sofort den Lieferant zu informieren. Das
Gerät darf dann nicht betrieben werden.
1.3 Aufstellen des Gerätes
Das Gerät kann in zwei verschiedenen Positionen aufgestellt werden: Die vorderen Gerätefüße können ausge-
Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3
klappt werden (Abb. 1). Die Gerätefront zeigt dann leicht
nach oben (Neigung etwa 10°). Bleiben die vorderen Gerätefüße eingeklappt (Abb. 2), lässt sich das Gerät mit weiteren Geräten sicher stapeln. Werden mehrere Geräte aufeinander gestellt, sitzen die eingeklappten Gerätefüße in
den Arretierungen des darunter liegenden Gerätes und
sind gegen unbeabsichtigtes Verrutschen gesichert (Abb.
3). Es sollte darauf geachtet werden, dass nicht mehr als
drei Messgeräte übereinander gestapelt werden, da ein zu
hoher Geräteturm instabil werden kann. Ebenso kann die
Wärmeentwicklung bei gleichzeitigem Betrieb aller Geräte
dadurch zu groß werden.
Das Gerät darf aus Sicherheitsgründen nur an vorschriftsmäßigen Schutzkontaktsteckdosen betrieben werden. Der
Netzstecker muss eingeführt sein, bevor Signalstromkreise
angeschlossen werden. Benutzen Sie das Produkt niemals,
wenn das Netzkabel beschädigt ist. Überprüfen Sie regelmäßig den einwandfreien Zustand der Netzkabel. Stellen
Sie durch geeignete Schutzmaßnahmen und Verlegearten
sicher, dass das Netzkabel nicht beschädigt werden kann
und niemand z.B. durch Stolperfallen oder elektrischen
Schlag zu Schaden kommen kann.
Wenn anzunehmen ist, dass ein gefahrloser Betrieb nicht
mehr möglich ist, so ist das Gerät außer Betrieb zu setzen
und gegen unabsichtlichen Betrieb zu sichern.
Diese Annahme ist berechtigt:
❙ wenn das Messgerät sichtbare Beschädigungen hat,
❙ wenn das Messgerät nicht mehr arbeitet,
❙ nach längerer Lagerung unter ungünstigen Verhältnissen
(z.B. im Freien oder in feuchten Räumen),
❙ nach schweren Transportbeanspruchungen (z.B. mit einer
Verpackung, die nicht den Mindestbedingungen von Post,
Bahn oder Spedition entsprach).
Vor jedem Einschalten des Produkts ist sicherzustellen,
dass die am Produkt eingestellte Nennspannung und die
Netznennspannung des Versorgungsnetzes übereinstimmen. Ist es erforderlich, die Spannungseinstellung zu ändern, so muss ggf. auch die dazu gehörige Netzsicherung
des Produkts geändert werden.
Überschreiten der Schutzkleinspannung!
Bei Reihenschaltung aller Ausgangsspannungen des
HM8143 kann die Schutzkleinspannung von 42 V überschritten werden. Beachten Sie, dass in diesem Fall das
Berühren von spannungsführenden Teilen lebensgefährlich ist. Es wird vorausgesetzt, dass nur Personen, welche entsprechend ausgebildet und unterwiesen sind, die
Netzgeräte und die daran angeschlossenen Verbraucher
bedienen.
4
Wichtige Hinweise
1.5 Bestimmungsgemäßer Betrieb
Die Lüftungslöcher und die Kühlkörper des Gerätes dürfen nicht
abgedeckt werden !
Das Messgerät ist nur zum Gebrauch durch Personen bestimmt, die mit den beim Messen elektrischer Größen verbundenen Gefahren vertraut sind. Das Messgerät darf nur
an vorschriftsmäßigen Schutzkontaktsteckdosen betrieben
werden, die Auftrennung der Schutzkontaktverbindung
ist unzulässig. Der Netzstecker muss kontaktiert sein, bevor Signalstromkreise angeschlossen werden. Das Produkt darf nur in den vom Hersteller angegebenen Betriebszuständen und Betriebslagen ohne Behinderung der Belüftung betrieben werden. Werden die Herstellerangaben
nicht eingehalten, kann dies elektrischen Schlag, Brand
und/oder schwere Verletzungen von Personen, unter Umständen mit Todesfolge, verursachen. Bei allen Arbeiten
sind die örtlichen bzw. landesspezischen Sicherheits- und
Unfallverhütungsvorschriften zu beachten.
Das Messgerät ist nur mit dem ROHDE & SCHWARZ OriginalMesszubehör, -Messleitungen bzw. -Netzkabel zu verwenden. Verwenden sie niemals unzulänglich bemessene Netzkabel. Vor Beginn jeder Messung sind die Messleitungen auf Beschädigung zu
überprüfen und ggf. zu ersetzen. Beschädigte oder verschlissene
Zubehörteile können das Gerät beschädigen oder zu Verletzungen
führen.
ner Umgebungstemperatur von 23 °C (Toleranz ±2 °C).
Werte ohne Toleranzangabe sind Richtwerte eines durchschnittlichen Gerätes.
1.7 Gewährleistung und Reparatur
Die Geräte unterliegen einer strengen Qualitätskontrolle.
Jedes Gerät durchläuft vor dem Verlassen der Produktion einen 10-stündigen „Burn in-Test“. Anschließend erfolgt ein umfangreicher Funktions- und Qualitätstest, bei
dem alle Betriebsarten und die Einhaltung der technischen
Daten geprüft werden. Die Prüfung erfolgt mit Prüfmitteln, die auf nationale Normale rückführbar kalibriert sind.
Es gelten die gesetzlichen Gewährleistungsbestimmungen
des Landes, in dem das Produkt erworben wurde. Bei Beanstandungen wenden Sie sich bitte an den Händler, bei
dem Sie das Produkt erworben haben.
Abgleich, Auswechseln von Teilen, Wartung und Reparatur darf nur von autorisierten Fachkräften ausgeführt werden. Werden sicherheitsrelevante Teile (z.B. Netzschalter,
Netztrafos oder Sicherungen) ausgewechselt, so dürfen
diese nur durch Originalteile ersetzt werden. Nach jedem
Austausch von sicherheitsrelevanten Teilen ist eine Sicherheitsprüfung durchzuführen (Sichtprüfung, Schutzleitertest, Isolationswiderstands-, Ableitstrommessung, Funktionstest). Damit wird sichergestellt, dass die Sicherheit des
Produkts erhalten bleibt.
Das Messgerät ist für den Betrieb in folgenden Bereichen
bestimmt: Industrie-, Wohn-, Geschäfts- und
Gewerbebereich sowie Kleinbetriebe. Das Messgerät darf
jeweils nur im Innenbereich eingesetzt werden. Vor jeder
Messung ist das Messgerät auf korrekte Funktion an einer
bekannten Quelle zu überprüfen.
Zum Trennen vom Netz muss der rückseitige Kaltgerätestecker
gezogen werden.
1.6 Umgebungsbedingungen
Der zulässige Arbeitstemperaturbereich während des Betriebes reicht von +5 °C bis +40 °C (Verschmutzungsgrad 2). Die maximale relative Luftfeuchtigkeit (nichtkondensierend) liegt bei 80%. Während der Lagerung oder
des Transportes darf die Temperatur zwischen –20 °C und
+70 °C betragen. Hat sich während des Transports oder
der Lagerung Kondenswasser gebildet, sollte das Gerät ca.
2 Stunden akklimatisiert werden, bevor es in Betrieb genommen wird. Das Messgerät ist zum Gebrauch in sauberen, trockenen Räumen bestimmt. Es darf nicht bei besonders großem Staub- bzw. Feuchtigkeitsgehalt der Luft, bei
Explosionsgefahr, sowie bei aggressiver chemischer Einwirkung betrieben werden. Die Betriebslage ist beliebig,
eine ausreichende Luftzirkulation ist jedoch zu gewährleisten. Bei Dauerbetrieb ist folglich eine horizontale oder
schräge Betriebslage (Aufstellfüße) zu bevorzugen.
Das Produkt darf nur von dafür autorisiertem Fachpersonal geöffnet werden. Vor Arbeiten am Produkt
oder Öffnen des Produkts ist dieses von der Versorgungsspannung zu trennen, sonst besteht das Risiko
eines elektrischen Schlages.
1.8 Wartung
Die Außenseite des Messgerätes sollte regelmäßig mit einem
weichen, nicht fasernden Staubtuch gereinigt werden.
Die Anzeige darf nur mit Wasser oder geeignetem Glasreiniger (aber nicht mit Alkohol oder Lösungsmitteln) gesäubert werden, sie ist dann noch mit einem trockenen, sauberen, fusselfreien Tuch nach zu reiben. Keinesfalls darf
die Reinigungsüssigkeit in das Gerät gelangen. Die Anwendung anderer Reinigungsmittel kann die Beschriftung
oder Kunststoff- und Lackoberächen angreifen.
Bevor Sie das Messgerät reinigen stellen Sie bitte sicher, dass es
ausgeschaltet und von allen Spannungsversorgungen getrennt ist
(z.B. speisendes Netz oder Batterie).
Keine Teile des Gerätes dürfen mit chemischen Reinigungsmitteln, wie z.B. Alkohol, Aceton oder Nitroverdünnung, gereinigt
werden!
Das Gerät darf bis zu einer Höhenlage von 2000 m betrieben werden. Nenndaten mit Toleranzangaben gelten nach
einer Aufwärmzeit von mindestens 30 Minuten und bei ei-
5
Wichtige Hinweise
1.9 Messkategorien
Dieses Gerät ist für Messungen an Stromkreisen bestimmt,
die entweder gar nicht oder nicht direkt mit dem Niederspannungsnetz verbunden sind. Das Gerät ist nicht ausgelegt für Messungen innerhalb der Messkategorien II, III
oder IV; das maximale durch Anwender erzeugtes Potential gegen Erde darf 150VDC (Spitzenwert) in dieser Anwendung nicht überschreiten. Die folgenden Erläuterungen beziehen sich lediglich auf die Benutzersicherheit. Andere
Gesichtspunkte, wie z.B. die maximal zulässige Spannung,
sind den technischen Daten zu entnehmen und müssen
ebenfalls beachtet werden.
Die Messkategorien beziehen sich auf Transienten, die der
Netzspannung überlagert sind. Transienten sind kurze,
sehr schnelle (steile) Spannungs- und Stromänderungen,
die periodisch und nicht periodisch auftreten können. Die
Höhe möglicher Transienten nimmt zu, je kürzer die Entfernung zur Quelle der Niederspannungsinstallation ist.
❙ Messkategorie IV: Messungen an der Quelle der
Niederspannungsinstallation (z.B. an Zählern).
❙ Messkategorie III: Messungen in der Gebäudeinstalla-
tion (z.B. Verteiler, Leistungsschalter, fest installierte
Steckdosen, fest installierte Motoren etc.).
❙ Messkategorie II: Messungen an Stromkreisen, die
elektrisch direkt mit dem Niederspannungsnetz
verbunden sind (z.B. Haushaltsgeräte, tragbare
Werkzeuge etc.)
❙ 0 (Geräte ohne bemessene Messkategorie): Andere
Stromkreise, die nicht direkt mit dem Netz verbunden
sind.
wenn zuvor das Gerät vom Netz getrennt und das Netzkabel abgezogen wurde. Sicherungshalter und Netzkabel
müssen unbeschädigt sein. Mit einem geeigneten Schraubenzieher (Klingenbreite ca. 2 mm) werden die an der lin-
ken und rechten Seite des Sicherungshalters bendlichen
Kunststoffarretierungen nach innen gedrückt. Der Ansatzpunkt ist am Gehäuse mit zwei schrägen Führungen markiert. Beim Entriegeln wird der Sicherungshalter durch
Druckfedern nach außen gedrückt und kann entnommen
werden. Die Sicherungen sind dann zugänglich und können ggf. ersetzt werden.
Bei Änderung der Netzspannung ist unbedingt ein Wechsel der
Sicherung notwendig, da sonst das Gerät zerstört werden kann.
Bitte beachten Sie, dass die zur Seite herausstehenden
Kontaktfedern nicht verbogen werden. Das Einsetzen des
Sicherungshalters ist nur möglich, wenn der Führungssteg
zur Buchse zeigt. Der Sicherungshalter wird gegen den
Federdruck eingeschoben, bis beide Kunststoffarretierungen einrasten.
Das Reparieren einer defekten Sicherung oder das Verwenden anderer Hilfsmittel zum Überbrücken der Sicherung ist gefährlich
und unzulässig. Dadurch entstandene Schäden am Gerät fallen
nicht unter die Gewährleistung.
Sicherungstypen:
Größe 5 x 20 mm; 250V~, IEC 60127-2/5, EN 60127-2/5
Netzspannung Sicherungs-Nennstrom
230 V 2 x 3,15 A träge (T)
115 V 2 x 6 A träge (T)
1.10 Umschalten der Netzspannung und Sicherungswechsel
Umschalten der Netzspannung
Vor Inbetriebnahme des Gerätes prüfen Sie bitte, ob die
verfügbare Netzspannung (115V oder 230V) dem auf dem
Netzspannungswahlschalter des Gerätes angegebenen
Wert entspricht. Ist dies nicht der Fall, muss die Netzspannung umgeschaltet werden. Der Netzspannungswahl-
schalter bendet sich auf der Geräterückseite (siehe Abb.
1.1).
Abb. 1.1:
Netzspannungswahlschalter HM8143
Sicherungswechsel
Die Netzeingangssicherungen sind von außen zugänglich.
Kaltgeräteeinbaustecker und Sicherungshalter bilden eine
Einheit. Das Auswechseln der Sicherung darf nur erfolgen,
1.11 Batterien und Akkumulatoren/Zellen
Werden die Hinweise zu Batterien und Akkumulatoren/Zellen
nicht oder unzureichend beachtet, kann dies Explosion, Brand
und/oder schwere Verletzungen von Personen, unter Umständen
mit Todesfolge, verursachen. Die Handhabung von Batterien und
Akkumulatoren mit alkalischen Elektrolyten (z.B. Lithiumzellen)
muss der EN 62133 entsprechen.
1. Zellen dürfen nicht zerlegt, geöffnet oder zerkleinert
werden.
2. Zellen oder Batterien dürfen weder Hitze noch Feuer
ausgesetzt werden. Die Lagerung im direkten Sonnenlicht ist zu vermeiden. Zellen und Batterien sauber und
trocken halten. Verschmutzte Anschlüsse mit einem
trockenen, sauberen Tuch reinigen.
3. Zellen oder Batterien dürfen nicht kurzgeschlossen
werden. Zellen oder Batterien dürfen nicht gefahrbringend in einer Schachtel oder in einem Schubfach gelagert werden, wo sie sich gegenseitig kurzschließen
oder durch andere leitende Werkstoffe kurzgeschlossen werden können. Eine Zelle oder Batterie darf erst
aus ihrer Originalverpackung entnommen werden,
wenn sie verwendet werden soll.
6
4. Zellen und Batterien von Kindern fernhalten. Falls eine
Zelle oder eine Batterie verschluckt wurde, ist sofort
ärztliche Hilfe in Anspruch zu nehmen.
5. Zellen oder Batterien dürfen keinen unzulässig starken,
mechanischen Stößen ausgesetzt werden.
6. Bei Undichtheit einer Zelle darf die Flüssigkeit nicht mit
der Haut in Berührung kommen oder in die Augen gelangen. Falls es zu einer Berührung gekommen ist, den
betroffenen Bereich mit reichlich Wasser waschen und
ärztliche Hilfe in Anspruch nehmen.
7. Werden Zellen oder Batterien unsachgemäß ausgewechselt oder geladen, besteht Explosionsgefahr. Zellen oder Batterien nur durch den entsprechenden Typ
ersetzen, um die Sicherheit des Produkts zu erhalten.
8. Zellen oder Batterien müssen wieder verwertet werden und dürfen nicht in den Restmüll gelangen. Akkumulatoren oder Batterien, die Blei, Quecksilber
oder Cadmium enthalten, sind Sonderabfall. Beach-
ten Sie hierzu die landesspezischen Entsorgungs- und
Recycling-Bestimmungen.
Wichtige Hinweise
1.12 Produktentsorgung
Abb. 1.2: Produktkennzeichnung nach EN
50419
Das ElektroG setzt die folgenden EG-Richtlinien um:
❙ 2002/96/EG (WEEE) für Elektro- und Elektronikaltgeräte
und
❙ 2002/95/EG zur Beschränkung der Verwendung
bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektronikgeräten
(RoHS-Richtlinie).
Am Ende der Lebensdauer des Produktes darf dieses Produkt nicht über den normalen Hausmüll entsorgt werden.
Auch die Entsorgung über die kommunalen Sammelstellen für Elektroaltgeräte ist nicht zulässig. Zur umweltschonenden Entsorgung oder Rückführung in den Stoffkreislauf übernimmt die ROHDE & SCHWARZ GmbH & Co. KG
die Pichten der Rücknahme- und Entsorgung des ElektroG für Hersteller in vollem Umfang.
Wenden Sie sich bitte an Ihren Servicepartner vor Ort, um
das Produkt zu entsorgen.
7
Bezeichnung der Bedienelemente
2 Bezeichnung der
Bedienelemente
Geräte-Vorderseite
9
CURRENT (Taste und LED)
Aktivieren der Funktion: Einstellung der
Strombegrenzung;
Beep off: Taste CURRENT bei Einschalten gedrückt
halten
14
TRACKING (Taste and LED)
Aktivierung der Tracking-Funktion der 30 V-Kanäle
1
POWER ( Taste)
Netzschalter; Netzanschluss auf der Geräterückseite
2
REMOTE (LED)
Die REMOTE LED leuchtet, sobald das Gerät über das
Interface angesprochen wird.
3 13
CV (LED grün)
Leuchtet die CV LED, bendet sich das Gerät HM8143
im Konstantspannungsbetrieb.
4 12
CC (LED rot)
Leuchtet die CC LED bendet sich das Gerät HM8143
im Konstantstrombetrieb.
5 11
Display (je 2 x 4 digit)
Anzeige der Soll- bzw. Istwerte von Ausgangsspan-
nung und Ausgangsstrom (mit Vorzeichen).
6 10
VOLTAGE (Taste und LED)
Aktivieren der Funkion: Einstellung des Sollwertes der
Ausgangsspannung.
7
CURRENT (Taste und LED)
Aktivieren der Funkion: Einstellung der
Strombegrenzung
15
FUSE (Taste and LED)
Aktivierung der „Elektronischen Sicherung“
16 18
0 ... 30 V / 2 A (einstellbar)
4mm Sicherheitsbuchsen für SOURCE und sense
17
5 V / 2 A (fest)
4mm Sicherheitsbuchsen
19
OUTPUT (Taste und LED)
Ein- bzw. Ausschalten aller Kanäle
Geräte-Rückseite (siehe Abb. 2.2)
20
MODULATION R / L (BNC-Buchsen)
Modulationseingänge für die 30 V-Kanäle,
0-10 V, max. 50 kHz
21
USB/RS-232 Schnittstelle (HO820)
Optional: HO880, IEEE-488 (GPIB)
22
TRIGGER IN/OUT (BNCBuchse)
Triggerein- und ausgang, TTL-Pegel
23
Netzspannungswähler (115 V / 230 V)
8
Drehknopf
Digitaler Drehgeber für die Einstellung der Sollwerte
von Strom und Spannung.
1 2 4 5 6 7 8
Abb. 2.1: Frontansicht des HM8143
3
16
24
Kaltgeräteeinbaubuchse mit Sicherung
9
10
17
11
12 14 15
13
18
19
8
3 Netzgeräte-
Grundlagen
3.1 Lineare Netzteile
Linear geregelte Netzteile besitzen den Vorzug einer sehr
konstanten Ausgangsspannung, selbst bei starken Netzund Lastschwankungen. Die verbleibende Restwelligkeit
liegt bei guten Geräten im Bereich von 1 mV
und ist weitgehend vernachlässigbar. Lineare Netzgeräte
erzeugen wesentlich kleinere elektromagnetische Interferenzen als getaktete Netzgeräte.
Der konventionelle Netztransformator dient zur galvanischen Trennung von Primärkreis (Netzspannung) und Sekundärkreis (Ausgangsspannung). Der nachfolgende
Gleichrichter erzeugt eine ungeregelte Gleichspannung.
Kondensatoren vor und nach dem Stellglied dienen als
Energiespeicher und Puffer. Als Stellglied wird meist ein
Längstransistor verwendet. Eine hochpräzise Referenzspannung wird analog mit der Ausgangsspannung verglichen.
Diese analoge Regelstrecke ist sehr schnell und gestattet
kurze Ausregelzeiten bei Änderung der Ausgangsgrößen.
Trans-
Netz
Wechselspannung
Abb. 3.1: Linare Schaltung
formator
TR1
Gleichrichter
C1
Stellglied
B1
analoger Regler
OPVA
REF
Referenzspannung
und weniger
eff
C2
GND
Ausgang
Gleichspannung
Netzgeräte-Grundlagen
nearen Netzteiles wird durch einen Schalter (Schalttransistor) ersetzt. Die gleichgerichtete Spannung wird entsprechend der benötigten Ausgangsleistung des Netzteiles „zerhackt“. Die Größe der Ausgangsspannung und die
übertragene Leistung lässt sich durch die Einschaltdauer
des Schalttransistors regeln. Prinzipiell werden zwei Arten
von getakteten Netzteilen unterschieden:
a) Primär getaktete Schaltnetzteile, deren Netzeingangsspannung gleichgerichtet wird. Infolge der höheren Spannung wird nur eine kleine Eingangskapazität benötigt. Die
im Kondensator gespeicherte Energie ist proportional zum
Quadrat der Eingangsspannung, gemäß der Formel:
E = ½ x C x U²
NetzGleichrichter
Wechselspannung
Abb. 3.2: Primär getaktetes Schaltnetzteil
Schalttransistor
B
GND
HFTransformator
Abschirmband
Potentialtrennung
OC
Gleichrichter
Filter
Regler
OPVA
Ausgang
Gleichspannung
GND
b) Sekundär getaktete Schaltnetzteile erhalten ihre Eingangsspannung für den Schaltregler von einem Netztransformator. Diese wird gleichgerichtet und mit entsprechend
größeren Kapazitäten gesiebt.
Gleichrichter Filter
D
GND
SchaltTransistor
T
Regler
OPVA
Ausgang
Gleichspannung
GND
Wechselspannung
NetzTransformator
TR
3.2 Getaktete Netzteile
SNT (Schaltnetzteile), auch SMP (switch mode powersupply) genannt, besitzen einen höheren Wirkungsgrad als
lineargeregelte Netzteile. Das Stellglied (Transistor) des li-
2120 22 23 24
Abb. 2.2: Rückansicht des HM8143
Abb. 3.3: Sekundär getaktetes Schaltnetzteil
Beiden Arten gemeinsam ist der im Vergleich zum Längsregler umfangreichere Schaltungsaufwand und der bes-
9
Netzgeräte-Grundlagen
T
T
2
Q
2
Q
1
I
sere Wirkungsgrad von 70% bis 95%. Durch Takten mit einer höheren Frequenz wird ein kleineres Volumen der benötigten Transformatoren und Drosseln erreicht. Wickelkerngröße und Windungszahl dieser Bauelemente nehmen
mit zunehmender Frequenz ab. Mit steigender Schaltfrequenz ist auch die, pro Periode zu speichernde und wieder
abzugebende, Ladung Q, bei konstantem Wechselstrom I
(Stromwelligkeit), geringer und eine kleinere Ausgangskapazität wird benötigt. Gleichzeitig steigen mit der Frequenz
die Schaltverluste im Transistor und den Dioden. Die Magnetisierungsverluste werden größer und der Aufwand zur
Siebung hochfrequenter Störspannungen nimmt zu.
Abb. 3.4: Die Ladung eines Schaltnetzteiles
3.3 Parallel- und Serienbetrieb
Bedingung für diese Betriebsarten ist, dass die Netzgeräte für den Parallelbetrieb und/oder Serienbetrieb dimensioniert sind. Dies ist beim HM8143 Netzgerät der Fall. Die
Ausgangsspannungen, welche kombiniert werden sollen,
sind in der Regel voneinander unabhängig. Dabei können
die Ausgänge eines Netzgerätes und zusätzlich auch die
Ausgänge eines weiteren Netzgerätes miteinander verbunden werden.
Serienbetrieb
Die Strombegrenzungen, der in Serie geschalteten Ausgänge, sollten auf den gleichen Wert eingestellt sein. Geht
ein Ausgang in die Strombegrenzung, bricht ansonsten die
Gesamtspannung zusammen.
Parallelbetrieb
Abb. 3.6: Parallelbetrieb
Ist es notwendig den Gesamtstrom zu vergrößern, werden
die Ausgänge der Netzgeräte parallel verschaltet. Die Ausgangsspannungen der einzelnen Ausgänge werden so genau wie möglich auf den selben Spannungswert eingestellt. Es ist nicht ungewöhnlich, dass bei dieser Betriebsart ein Spannungsausgang bis an die Strombegrenzung
belastet wird. Der andere Spannungsausgang liefert dann
den restlichen noch fehlenden Strom. Mit etwas Geschick
lassen sich beide Ausgangsspannungen so einstellen, dass
die Ausgangsströme jedes Ausganges in etwa gleich groß
sind. Dies ist empfehlenswert, aber kein Muss. Der maximal mögliche Gesamtstrom ist die Summe der Einzelströme der parallel geschalteten Quellen.
Abb. 3.5: Serienbetrieb
Beachten Sie, dass in diesem Fall das Berühren von spannungsführenden Teilen lebensgefährlich ist. Es wird vorausgesetzt,
dass nur Personen, welche entsprechend ausgebildet und unterwiesen sind, die Netzgeräte und die daran angeschlossenen Ver-
braucher bedienen. Es ießt durch alle Ausgänge der selbe Strom.
Wie Abb. 3.5 zeigt addieren sich bei dieser Art der Verschaltung die einzelnen Ausgangsspannungen. Die dabei entstehende Gesamtspannung kann dabei leicht die
Schutzkleinspannung von 42 V überschreiten.
Parallelbetrieb mit gleichzeitiger Modulation ist nicht möglich
und kann zur Zerstörung des Netzgerätes führen.
Beispiel:
Ein Verbraucher zieht an 12 V einen Strom von 2,7 A. Jeder
30 V-Ausgang des HM8143 kann maximal 2 A. Damit nun
der Verbraucher mit dem HM8143 versorgt werden kann,
sind die Ausgangsspannungen beider 30 V-Ausgänge auf
12 V einzustellen. Danach werden die beiden schwarzen
Sicherheitsbuchsen und die beiden roten Sicherheitsbuchsen miteinander verbunden (Parallelschaltung). Der Verbraucher wird an das Netzgerät angeschlossen und mit
der Taste OUTPUT die beiden parallelgeschalteten Ein
gänge zugeschaltet. In der Regel geht ein Ausgang in die
Strombegrenzung und liefert ca. 2 A. Der andere Ausgang
funktioniert normal und liefert die fehlenden 700 mA.
Achten Sie beim Parallelschalten mit Netzteilen anderer Hersteller darauf, dass die Einzelströme der einzelnen Quellen gleichmäßig verteilt sind. Es können bei parallelgeschalteten Netzgeräten
Ausgleichsströme innerhalb der Netzgeräte ießen. Das Netzgerät ist für Parallel- und Serienbetrieb dimensioniert. Verwenden Sie Netzgeräte eines anderen Herstellers, welche nicht überlastsicher sind, können diese durch die ungleiche Verteilung zerstört werden.
10
3.4 Strombegrenzung
I
out
U
out
U
const
I
max
Stromregelung
Spannungsregelung
Strombegrenzung bedeutet, dass nur ein bestimmter maximaler Strom ießen kann. Dieser wird vor der Inbetriebnahme einer Versuchsschaltung am Netzgerät eingestellt.
Damit soll verhindert werden, dass im Fehlerfall (z.B. Kurzschluss) ein Schaden an der Versuchsschaltung entsteht.
Abb. 3.7: Strombegrenzung
Anschließen der Last
4 Anschließen der
Last
Schließen Sie Ihre Last an den mittleren Sicherheitsbuchsen
an. Benutzen Sie für den Anschluss 4 mm Bananenstecker.
Abb. 3.7 zeigt, dass die Ausgangsspannung U
ändert bleibt und der Wert für I
reich der Spannungsregelung). Wird nun der eingestellte
Stromwert I
bedeutet, dass trotz zunehmender Belastung der Wert I
nicht größer wird. Stattdessen wird die Spannung U
mer kleiner. Im Kurzschlussfall fast 0 Volt. Der ießende
Strom bleibt jedoch auf I
3.5 Elektronische Sicherung (ELECTRONIC FUSE)
Um einen angeschlossenen empndlichen Verbraucher im
Fehlerfall noch besser vor Schaden zu schützen, besitzt
das HM 8143 eine elektronische Sicherung. Im Fehlerfall
schaltet diese, innerhalb kürzester Zeit nach Erreichen von
I
, alle Ausgänge des Netzgerätes aus. Ist der Fehler be-
max
hoben, können die Ausgänge mit der Taste OUTPUT wieder eingeschaltet werden.
erreicht, setzt die Stromregelung ein. Das
max
max
immer größer wird (Be-
out
begrenzt.
out
unver-
out
max
im-
Abb. 4.1: Kompenstion des Spannungabfalls
Die jeweils äußeren Buchsen sind SENSE-Eingänge. Mit
den beiden Senseleitungen lassen sich Spannungsabfälle auf den Lastzuleitungen ausgleichen. Diesen Spannungsabfall gleicht das HM8143 automatisch aus, so dass
am Verbraucher die tatsächlich eingestellte Spannung anliegt. Schließen Sie an den SENSE-Eingängen zwei separate Messleitungen parallel zu den Anschlussleitungen der
Last an.
Bitte beachten Sie die Polarität der Leistungsausgänge: Die
schwarze Buchse ist der negative, die rote Buchse der positive
Anschluss.
Beispiel:
Bei Anschluss kleiner Lasten ist bei einem linear geregelten
Netzgerät immer darauf zu achten, dass die gesamte nicht
benötigte Leistung immer in Wärme umgewandelt wird.
Werden nun 4 V x 2 A = 8 W an den beiden 32-V-Kanälen eingestellt, so werden ca. 26 V x 2 A = 52 W (pro Kanal) als verbleibende Leistung in Wärme umgewandelt (= 104 W). Dies
ist ein typisches Verhalten für ein linear geregeltes Netzgerät.
In diesem Beispiel führt dies zu einer hohen Wärmebelastung, weil die anfallende Wärme nicht kontinuierlich aus dem
HM8143 Chassis transportiert werden kann. Daher kann es
in diesem Fall zu einer Abschaltung der Kanäle führen, um
die interne Schaltung zu schützen. Bei Anschluss kleiner
Lasten ist daher die Verwendung eines Schaltnetzteiles (z.B.
der HMP-Serie) zu empfehlen. Ein Schaltnetzteil produziert
Wärme für die genutzte, nicht für die ungenutzte Leistung.
Bei kontinuierlicher Nutzung wird für geringe Lasten ein Schaltnetzteil empfohlen. Je größer die Last, desto besser eignet sich
ein linear geregeltes Netzgerät.
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Die Bedienung des HM8143
5 Die Bedienung
des HM8143
5.1 Inbetriebnahme
Beachten Sie bitte besonders bei der ersten Inbetriebnahme des Gerätes folgende Punkte:
❙ Die verfügbare Netzspannung muss mit dem auf der
Geräterückseite (Netzspannungswahlschalter)
angegebenen Wert übereinstimmen.
❙ Vorschriftsmäßiger Anschluss an Schutzkontaktsteckdose
oder Schutz-Trenntransformatoren der Schutzklasse 2
❙ Keine sichtbaren Beschädigungen am Gerät
❙ Keine Beschädigungen an der Anschlussleitung
❙ Keine losen Teile im Gerät
Achtung: Das HM8143 ist nicht gegen Verpolung geschützt!
Ist z.B. im Serienbetrieb der +Pol des ersten Ausgangs mit dem
–Pol des zweiten Ausgangs verschaltet, sollte darauf geachtet
werden, dass in der zu versorgenden Schaltung kein Kurzschluss
auftritt. Ansonsten ist das Gerät verpolt und kann dadurch zerstört werden.
5.2 Einschalten
Durch Betätigen der POWER-Taste wird das Gerät eingeschaltet. Anschließend führt das Gerät einen Selbsttest
durch. Dabei werden alle wichtigen Funktionen des Gerätes,
sowie der Inhalt der internen Speicher überprüft. Äußeres
Zeichen dieses Testvorganges ist die Anzeige der Gerätebezeichnung und der Version der Firmware (z.B. HM8143 1.15)
auf den beiden Anzeigen. Ab Version 2.40 erscheinen außerdem die eingestellte Anzeige-Geschwindigkeit und die Übertragungsrate im rechten Display. Bitte beachten Sie hierzu
die entsprechenden Abschnitte „Umschalten der Baudrate“
und „Umschalten der Anzeige-Geschwindigkeit“.
VORSICHT: Schalten Sie das Netzgerät nicht aus, solange der
Ausgang aktiviert ist (LED der OUTPUT Taste leuchtet)! Dies
könnte Ihren Prüing zerstören.
Die Sollwerte der Ausgangsspannungen und die Strombegrenzungen werden in einem nichtüchtigen Speicher abgelegt und beim Wiedereinschalten abgerufen. Die Ausgänge und die Funktionen TRACKING und FUSE sind standardmäßig bei Betriebsbeginn immer ausgeschaltet, um
Zerstörungen an angeschlossenen Verbrauchern durch
evtl. zu hohe Betriebsspannung oder hohen Strom beim
Einschalten, bedingt durch die vorher gespeicherte Geräteeinstellung, zu vermeiden.
5.3 Abschalten des Tastentons
Das HM8143 bietet die Möglichkeit, den Tastenton an- bzw.
abzuschalten. Wenn Sie beim Einschalten des Gerätes die
Taste CURRENT des rechten Kanals gedrück halten, wird der
Tastenton (Beeper) dauerhaft abgeschaltet. Dies wird im EEPROM gespeichert. Nach dem gleichen Prinzip können Sie
den Tastenton wieder dauerhaft aktivieren.
5.4 Einstellung der Ausgangsspannungen und der Strombegrenzung
Die Einstellung der Parameter (Spannungssollwerte und
Strombegrenzung) erfolgt durch den Drehgeber 8 . Zur
Veränderung der Einstellwerte müssen die entsprechenden Parameter erst durch die Tasten VOLTAGE 6 / 10 bzw.
CURRENT 7 / 9 aktiviert werden. Mit dem Drehgeber
ist dann eine schnelle und einfache Einstellung des gewünschten Wertes möglich.
Bei aktivierten Ausgängen (OUTPUT LED 19 leuchtet) bendet sich das HM8143 standardmäßig im IST-Wert-Anzeigemodus, d.h. das Netzgerät zeigt die gemessenen Werte für
Spannung und Strom an (U
Taste VOLTAGE 6 / 10 bzw. CURRENT 7 / 9 aktiviert den
Einstellmodus. Diese Betriebsart wird durch die LED über
den Tasten VOLTAGE 6 / 10 bzw. CURRENT gekennzeichnet.
Im dazugehörigen Display wird nun der Sollwert der Ausgangsspannung bzw. der Strombegrenzung angezeigt. Es
lassen sich dann die gewünschte Ausgangsspannung bzw.
ein Wert für die Strombegrenzung mit dem Drehgeber 8
vorgeben. Etwa zwei Sekunden nach der letzten Betätigung
des Drehgebers wird diese Betriebsart aufgehoben. Das Ge-
rät bendet sich dann wieder im IST-Wert-Anzeigemodus,
d.h. alle Displays zeigen IST-Werte der Parameter Ausgangsspannung bzw. -strom an.
5.5 Triggereingang / Triggerausgang (Start/Stop)
Um z.B. eine einwandfreie Triggerung eines angeschlossenen Oszilloskops auf die Ausgangssignale des HM8143 im
Arbitrary-Betrieb zu ermöglichen, besitzt das Gerät auf der
Rückseite eine Triggerbuchse 22. Sie ist als Tristate-Ausgang ausgeführt und ermöglicht die Entnahme eines Triggersignals beim Start jeder Signalperiode im Arbitrary-Betrieb. Außerdem kann die Auslösung der Arbitrary-Funktion durch ein externes Triggersignal (TTL-Pegel) erfolgen.
5.6 Modulationseingänge
Der Einsatz des HM8143 als modulierbarer Leistungsverstärker wird durch die Modulationseingänge MODULATION R/L 20 auf der Geräterückseite ermöglicht. Die Verstärkung der Eingangsspannung beträgt 3. Der Frequenzbereich (-3 dB) reicht von DC bis 50 kHz. Es sind externe
Steuerspannungen von 0 V bis 10 V zulässig.
Wenn die Modulation genutzt wird, ist ein gleichzeitiger Parallelbetrieb nicht zulässig, dies kann zur Zerstörung des Gerätes
führen.
Für die Ausgangsspannung des HM8143 ergibt sich:
U
out
= (U
x 3) + U
modin
Beachten Sie, dass die Summe Uout = (Umodin x 3) +
Usoll den Betrag von 30 V nicht überschreiten darf, da
sonst die korrekte Funktionsweise der Stromregelung
nicht mehr gewährleistet ist und der angeschlossene
Verbraucher zerstört werden kann!
soll
out
bzw. I
). Ein Druck auf die
out
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