Nastavitelný zdroj není v provedení pro spotřební elektroniky až tak neobvyklý, ale najít něco podobného v průmyslovém provedení na DIN lištu již není tak jednoduché. U všech více či méně známých výrobců je obvyklá velká plejáda a výběr buď zdrojů s jedním výstupním napětím (typicky +12 V nebo + 24 V,) či více napěťová provedení s výstupy buď +5 V/ +15V/-15V/ 24 V nebo místo 15 V se nabízí i symetrické napětí 12 V. Méně časté jsou zdroje se symetrickým výstupem +/- 18V, ale také je lze najít v nabídkách několika dodavatelů a výrobců. Ale najít průmyslový spínaný zdroj poskytující výstupní proud až několik A s nastavitelným napěťovým výstupem je docela obtížné. Prakticky v nabídkách českých dodavatelů najdete obvykle jeden jediný typ českého výrobce ELKO EP s.r.o s označením ELKO ZSR-30.
Proč použít široce nastavitelný zdroj? Ano, je pravda, že není příliš mnoho funkcí, kde se to může hodit. U mě však taková situace nastala. Potřebuji totiž napájecí zdroj s výstupem 6,5 V / 1,3 A, jako náhradu za již nevyráběný speciální zakázkový zdroj pro staré průmyslové zařízení. Tam je totiž použitý speciální sdružený zdroj +5V, + 6,5 V, +/- 15 V a 25 V. Mimo těch 6,5 V je to obvyklý zdroj. Ale kde vzít těch stabilizovaných 6,5 V tak, aby to vyhovovalo všem normám pro instalaci v rozváděčích, ke všemu ještě s výkonem alespoň 7 W?
Pokud vyloučíme nějaké „partizánské“ řešení, tak mi prostě zbývá jen použít již zmíněný zdroj ELKO ZSR-30, protože 6,5 V zdroj vhodný pro zabudování rozvaděče stroje (DIN lištu) jsem prostě nesehnal. Tento zdroj navíc mimo možnost nastavit jeden výstup libovolné napětí v rozsahu +5 V až 24 V poskytuje pak i nestabilizované výstupní napětí +24 VDC vyvedené z usměrněného a kondenzátorem filtrovaného výstupu transformátoru, které slouží zároveň jako vstup pro regulátor a nakonec je i vyvedené střídavé napětí 24 VAC hned z sekundáru transformátoru před zmíněným usměrněním. Z toho je patrné, že zdroj celý nepracuje v dnes běžnější spínaném provedení, ale je klasické koncepce. I když se tedy na první pohled tváří jako vícenapěťový zdroj, fakticky tomu tak není a prostě jsou vyvedeny na svorky jen jednotlivé „komponenty“ generované pro výsledný stabilizátor/regulátor. Takže i když na první pohled tento výrobek vypadá jako velmi dobrý univerzální zdroj, po bližším prozkoumání nastane zklamání. V mém případě tak budu schopen jen využít nastavený výstup 6,5 V a dále budu nucen tento zdroj doplnit ještě jedním „běžným“ zdrojem poskytujícím pevné stabilizované napětí +5V / +15V / –15 a 24 VDC (například z nabídky společnosti PULS).
Praktický test zdroje ELKO ZSR-30
Jak již bylo uvedeno, jde zde o vícevýstupový zdroj na 35 mm DIN lištu navržený a schválený pro nasazení do rozvaděčů a skříní a tomu odpovídá ji jeho provedení. Po vizuální stránce sice není příliš elegantní a pouzdro nepůsobí příliš masivním a pevným dojmem, ale v rozváděčové skříni to však moc nevadí. Jde o takový standardní typ pouzdra, které se v menších obměnách využívá pro levná programovatelná relé a podobné moduly. Mimo přívodních svorek pro síťové napájení 230 V / 50 Hz a pak tří dvojic výstupních šroubovacích svorek pak již na těle najdete jen signalizační červenou LED regulovaného výstupu a hlavně malý černý otočný ovládací „poťák“ pro nastavení úrovně regulovatelného výstupu s naznačenou výstupní +5 až +24 V. LEDka pak trvalým svícením indikuje správnou funkci regulovaného výstupu, blikání znamená přetížení výstupu a když nesvítí, je regulovaný výstup ve zkratu. Její indikace se však nijak netýká ostatních výstupů, které prostě žádnou elektronickou kontrolu ani ochranu proti zkratu nemají.
Konfigurace výstupů je tedy následující:
- regulovaný a zkratově odolný výstup +5 až +24 VDC s výkonem max. 8 W
- nestabilizovaný nehlídaný výstup +24 VDC
- nestabilizovaný neupravený výstup 24 VAC z transformátoru 230 V/24 V
Přehlednou informaci o uspořádání a výše uvedených parametrech je přehledové blokové schéma natištěné na čele pouzdra zdroje, které je však trošku zavádějící v tom, že nestabilizovaný výstup má svůj speciální AC/DC měnič, ale v reálu tomu tak není a prakticky je tento výstup přímo přiveden na vstup na DC/DC měnič stabilizovaného regulovaného výstupu. Další nevýhoda tohoto řešení je fakt, že zmíněný výkon 8 W je celkový výkon zdroje a tedy pokud takto zatížíte výsledný regulovaný stabilizovaný výstup, již nelze nic připojit na ostatní dva výstupy. Pokud to uděláte, spálíte rovnou 100 mA pojistku na síťovém vstupu zdroje, protože nestabilizované výstupy již nemají jakoukoliv ochranu proti zkratu či přetížení. Proto pozor na „manipulaci“ se těmito nestabilizovanými výstupy.
V první řadě mě zajímalo, jak přesně lze regulovaný výstup +5 až +24 VDC nastavit na požadované napětí a jak jej pak zdroj drží pro různé odporové zatížení. Z pohledu regulace napětí je vhodnější než ruku použít malý křížový šroubováček, pro který je na vrchu potenciometru vytvořený zářez. S ním pak při troše dávce trpělivosti lze nastavit napětí v celém rozsahu s přesností na jednu desetinu V, tedy i přesně moje požadované napětí 6,5 V. Pokud byste chtěli nastavovat jen přímo za pomoci prstů, tak budete bojovat s chybou nastavení cca 0,5 V.
Na prázdno (bez zatížení) je v reálu celý rozsah 5,0 až 24,5 V. Napětí 24 V pak zdroj drží až do zatížení cca 0,3 A a následně napětí klesá. Při velkém přetížení ca 0,8 A a více se rozbliká červená indikační LED. Při zkratu se výstup okamžitě odpojí a LED zhasne. Po odstranění zkratu se provozní stav obnoví (LED rozsvítí) do 1 sekundy. Při malých nastavených napětí okolo 5 – 6 V pak je výstup velmi stabilní až do zatížení cca 1, 3 A. Poté lehce napětí klesá a omezující obvody zasáhnou při cca 1,6 A, kdy LED opět bliká.
Příklady VA hodnot pro nastavené napětí cca 6,45 VDC:
- 6,45 V… 0,00 A
- 6,45 V….0,33 A
6,41 V….0,66 A- 6,41 V….0,97 A
- 6,39 V....1,28 A
- 6,36 V….1,35 A
- 3,8 až 4,5 V ….. 1,66 A … omezující spínaný režim a bliká LED
Příklady VA hodnot pro nastavené napětí cca 24,0 VDC:
- 24,1 V…. 0,00 A
- 24,0 V…. 0,20 A
- 23,9 V…. 0,30 A
- 19,7 V…. 0,59 A
- 16,6 V…. 0,76 A
- cca 1V….0,99 A… omezující spínaný režim a bliká LED
V případě nestabilizovaného a nehlídaného stejnosměrného i střídavého výstupu napětí 24 V, je pak samozřejmě situace výrazně jiná. Nejen, že dle očekávání výstup bez zatížení vykazuje výrazně vyšší napětí, ale samozřejmě se zatížením jeho hodnota rychle klesá. A navíc je nutné dát velmi pozor na přetížení, jinak budete muset v lepším případě vyměňovat pojistku, v horším případě můžete zdroj poškodit.
Stejnosměrný nestabilizovaný výstup +24 VDC:
- 38,2 VDC.... 0,00 A
- 29,9 VDC…. 0,25 A
- 26,1 VDC…. 0,38 A
- 23,2 VDC…. 0,58 A
- 17,1 VDC…. 0,85 A
Střídavý nestabilizovaný výstup +24 VAC:
- 28,4 VAC.… 0,00 A
- 26,1 VAC.… 0,25 A
- 22,5 VAC…. 0,56 A
Závěr
Zkoušený napájecí zdroj ELKO ZSR-30 představuje zajímavou komponentu pro situace, kdy potřebujete v rozváděči generovat nějakou netradiční hodnotu stabilizovaného napětí, která se běžně u vyráběných zdrojů nenachází. V tomto směru je zdroj velmi vhodný, protože ona nastavitelná stabilizovaná část a výstup pracuje spolehlivě a napětí se udrží dostatečně stabilní prakticky v celém dimenzovaném výkonu 8 W. Na druhou stranu zbývající dva výstupy lze použít jen pro napájení komponent, které povolují velký rozptyl napájecího napětí a zároveň u nich nehrozí přetížení zdroje. Vzhledem k tomu, že mnoho současných snímačů umožňuje napájení v rozsahu 10 až 30 V, tak to nemusí být vždy problém.
Autor článku i fotografií: Antonín Vojáček
DOWNLOAD & Odkazy
- Domovská stránka výrobce, společnosti ELKO EP s.r.o. - www.elkoep.cz
- Přímý odkaz na stránky o zdroji ELKO ZSR-30 - www.elkoep.cz/produkty/zsr-30.html
- Článek "Malý TEST - průmyslové zdroje PULS vyráběné v ČR " na stránkách serveru automatizace.HW.cz
- Další články o komponentech nejen pro průmyslové aplikace najdete na stránkách serveru automatizace.HW.cz
Komentáře
Chyba
Nejedná se o spínaný zdroj, ale o zdroj s transformátorem a tudíž galvanicky oddělený od sítě.