Având în vedere interesul cititorilor, pentru o mai bună vizibilitate la solicitarea Admin-ului, am procedat la transformarea postării de pe Forum într-un articol. Am procedat la completări, modificarea textului și adăugarea altor informații considerate utile. Scopul materialului este de a prezenta o experiență personală interesantă cu o sursă de laborator, cu alte două surse de uz general utilizate de radioamatori și de a oferi o perspectivă asupra tehnologiei în comutație utilizate curent.
După o așteptare de peste 45 de zile am primit o sursă reglabilă de tensiune, achiziționată de la un magazin on-line, Zhi Cheng Store, Aliexpress.com pentru 320 Lei. Este fabricată de firma WANPTEK fiind disponibile mai multe opțiuni după capabilitatea de tensiune/curent și sistemul de reglare: potențiometri sau sistem de cinci taste, gen „navigare”. Eu am ales una de 0-32 Volți/10 Amperi max, model GC3010. Este destinată laboratorului personal pentru experimentarea/testarea diverselor montaje electronice, alimentarea de echipamente radio QRP/LP, încărcarea unor baterii SLA de 5 și 7 Ah și a uneia LiFePO4 de 18 Ah.
Am rămas plăcut surprins de gabaritul foarte redus al sursei (190 x 80 x 145 mm) și greutatea de doar 1.5 Kg. Într-un cuvânt, incredibil de mică! Sursa este foarte bine finisată, panouri îndoite care se îmbină perfect, șuruburi prevăzute cu șaibe. Sursa are răcire forțată cu control termostatic. Toată carcasa este din material feromagnetic (oțel) mai puțin panoul frontal. Aici se află un afișor mare foarte luminos V/A și unul mai mic pentru sursa auxiliară.
Foto 1
Foto 2
Da, ca bonus, vine echipată și cu o sursă auxiliară pentru încărcarea dispozitivelor mobile pe un conector USB A. Această sursă este echipată cu un procesor multiprotocol care permite încărcarea rapidă. Portul USB A se comută la 9 Volți și 1.6 Amperi sub comanda telefonului.
Sursa are două funcțiuni care mi-au plăcut:
- La pornire, tensiunea NU este transmisă la bornele de ieșire. Se pot seta tensiunea și curentul limită necesare din tastele navigație. Tensiunea se transmite doar după apăsarea scurtă a butonului OUT. În acest fel sarcina este ferită de regimuri tranzitorii. Pentru a face modificări în montajul alimentat, se apasă scurt tasta OUT, tensiunea fiind decuplată de la sarcină. La o nouă apăsare tensiunea revine.
- Panoul frontal permite setarea curentului maxim debitat. Dacă tasta OCP (Over Curent Protection) NU este activată, la atingerea curentului limită prestabilit, sursa intră în regim de curent constant (indicator luminos CC). Adică, tensiunea la borne se reduce corespunzător pentru a nu depăși limita de curent prestabilită.
- Daca este acționată tasta OCP, la atingerea curentului limită sau în cazul unui scurtcircuit la borne tensiunea este întreruptă total și apare o alarmă sonoră. Este necesară deconectarea tensiunii de la borne (tasta OUT) pentru revenirea la situația inițială. Protecția la supra-curent este atât de rapidă și eficientă încât în multe cazuri acționează la încărcarea condensatorilor de mare capacitate de pe decuplări (la montajul testat)
În situația în care sursa este utilizată la încărcarea unei baterii SLA este necesară setarea sursei pe regimul de încărcare cu tensiune constantă și curent limitat, conform indicațiilor producătorului. În cazul meu, o baterie YUASA NP7-12, U=14.4 volți și I=C/10 adică 0.7 amperi. Este important ca funcția OCP să NU fie activată.
Foto 3
Observați aprinderea indicatorului CC (constant current)
Ca radioamator, am dorit să fac o evaluare a sursei în perspectiva unor fenomene RFI/EMC. Desigur, cu mijloace de amator! O analiză mai completă este îngreunată de obișnuita lipsă a schemelor și listei de componente din documentația tehnică însoțitoare.
Era nevoie de un material de referință. ARRL a publicat în revista QST o serie de trei materiale în care a analizat sursele în comutație disponibile la vremea respectivă: ASTRON SS-30M, ICOM PS-85, KENWOOD PS-40, MFJ 4225, SAMLEX SEC 1223, YAESU 1023, ALINCO DM-330MV, DIAMOND GZV4000 și ICOM PS125. Materialele au o vârstă venerabilă (perioada 2000-2002) și au concluzii îngrijorătoare referitor la performanțe în perspectiva fenomenelor RFI/EMC. Deși multe din sursele analizate sunt de vânzare în continuare eu sunt convins că s-au făcut reproiectări ale circuitelor sub presiunea standardelor RFI/EMC.
Materialele enumerate mai sus fac o analiză a tensiunii la bornele de ieșire în domeniul amplitudine-timp (riplu) și frecvență-amplitudine (spectrul RF). Multe din sursele enumerate mai sus generează un zgomot mare în spectrul de la 1-10 MHz care urcă pâna la -60 ... -50 dBm. Altele poluează tot spectrul până la 30 MHz ☹. Altele au spike-uri de tensiune repetitive cu amplitudine considerabil mai mare ca valoarea riplului.
Am făcut și eu trei teste în regim de amator: sursa a fost setată la 14.4 volțI la ieșire, folosind ca sarcină un bec pentru far de autoturism care generează un consum de 5.6 Amperi.
Foto 4
1. Pentru a evalua perturbația condusă am conectat cu o sondă capacitivă un analizor RF paralel cu sarcina.
- În domeniul 1-4 MHz nivelul de zgomot este de – 80 dBm, mai mic cu cel puțin 10 dB față de sursele (bune) testate de ARRL. De menționat că multe din surse generează un zgomot care urcă pâna la – 60 …. -50 dBm considerabil mai mare. Pentru o corectă comparație am disponibile materialele de la ARRL, în format .pdf .
- în domeniul 4-10 MHz nivelul de zgomot generat de GC3010 scade cu alți 6-8 dB, către -86… -90 dBm.
- în restul spectrului 10-60 MHz zgomotul generat ajunge undeva la – 100 dBm
Ca o concluzie sursa GC3010 are un nivel de zgomot la ieșire considerabil mai mic față de sursele testate de ARRL. Cel puțin, tehnologia acelor ani!
Foto 5
2. Am făcut și o inspecție a tensiunii de ieșire în domeniul timp-amplitudine folosind un osciloscop digital HANTEK DSO5102P (TNX YO7CGS!). Am căutat să păstrez setările de la ARRL, 50 mV/div și 4 mS/diviziune (5 mS/div nu era disponibil). Citirile sunt influiențate de tipul de detecție utilizat (Normal/Peak/Average) și numărul de medieri. Se poate constata că riplul este în limite normale, undeva la 60 mVpp lipsit de spike-uri supărătoare.
Foto 6
3. Pentru a evalua perturbația radiată am păstrat condițiile de test de mai sus. Am folosit ca măsurător un FTdx-101D pe funcția General RX, cu preamplificatorul cuplat și un SPAN al analizorului spectral de 1MHz (maximum disponibil).
Am folosit un jumper din coax RG58 terminat cu un conector PL58-m plasat la 10 cm distanță de sursa în funcțiune, pe sarcină. Am explorat întreg spectrul 1-30 MHz. Nu am găsit purtători audibile sau detectabile pe analizorul spectral de la FTdx-101D generate de sursa GC3010. Acolo unde au fost detectate purtători am procedat, pentru verificare, la oprirea sursei GC3010. Eu sunt vecin, la 1200 metri cu un TX AM pe 558 KHz de 400 KW și am instalat în plus pe casă un sistem fotovoltaic de 6 KWp.
La buna rejecție a perturbației radiate probabil contribuie în mare măsură carcasa din material feromagnetic, foarte bine îmbinată mecanic.
Am alimentat din sursa GC3010 un KX3 ELECRAFT cu care am explorat benzile de radioamator fără reproșuri legate zgomote asociate.
Știți că o sursă în comutație tipică are prevăzute două filtre pentru perturbația condusă:
Foto 7 Varianta largita
Pe partea de alimentare rețea este prevăzut un filtru LC (zona notată cu 1) cu inductanțe pe firele de L și N alături de alte elemente de protecție: thermistor (pentru limitarea curentului la pornire), varistori (pentru suprimarea supratensiunilor), siguranță fuzibilă, rezistor de descărcare etc etc
La ieșire tensiunea destinată sarcinii este filtrată suplimentar cu un filtru LC (zona notată cu 2).
La o inspecție vizuală a sursei de laborator GC3010 constatăm că este prevăzută o singură celulă de filtrare pe partea de rețea. În schimb, la ieșire, față de filtrul standard ce utilizează un miez din material -26, este adăugată o celulă LC suplimentară. După cum este realizat inductorul, pe un miez din ferită, pare prevăzută special pentru partea spectrului de MHz. De unde și buna atenuare a spectrului la ieșire.
Foto 8
Foto 9
Concluzii:
- GC3010 este un produs modern, de bună calitate, disponibil la un preț corect (cred eu)
- Performanțele evaluate cu mijloace de radioamator sunt în mod evident superioare unor generații mai vechi de surse vândute de firme de prestigiu.
- Se poate folosi cu încredere la stația/laboratorul personal fără grija unor fenomene RFI/EMC. Recomand!
Dacă tot am deschis subiectul am aruncat o privire asupra altor două surse în comutație folosite la stația mea: MICROSET PCS-140 și TELECOM RPS-1230-SWD.
Foto 10
MICROSET PCS-140 este o sursă în comutație de 4-15 volți max 40 amperi, cu răcire forțată. Am în serviciu două bucăți de peste șapte ani cumpărate direct de la WIMO DL. Pe partea de intrare rețea este filtrată excepțional. Sunt prevăzute două filtre în cascadă (inductanțele L1 și L2) și un al treilea filtru suplimentar, un model capsulat, prins direct pe șasiu.
Foto 11
Pe partea de ieșire, pe lângă filtrul LC standard, este prevăzută o celulă de filtrare suplimentară cu o inductanță bobinată în aer.
Foto 12
Spectrul la ieșire este cu mult mai curat față de sursele recenzate de ARRL. În domeniul 1-4 MHz undeva la -85...-90 dBm și 4-10 MHz undeva la -85 ...- 100 dBm
Foto 13
Carcasa este făcută din două piese în formă de U, din material feromagnetic. Am remarcat imediat că pe ambele piese există zone, pe lungime, care nu au fost vopsite intenționat. La strângerea completă a sursei, carcasa se constituie într-o spiră în scurtcircuit. Cred că această carcasă asigură o foarte bună atenuare a perturbației radiate. Folosesc aceste surse de ani buni fără reproș.
Sursa TELECOM RPS-1230-SWD o folosesc din 2019; a fost achiziționată de la www.2ck.ro și funcționează fără reproș. Are un afișor foarte frumos LCD pentru controlul simultan Tensiune – Curent. Răcirea este forțată cu un ventilator comandat de un comutator cu bimetal amplasat pe radiator. O soluție cam prea veche! Am folosit-o în special la activități din amplasamente portabile/secundare și ca sursă de uz general în laborator, inclusiv încărcat de baterii. Pe partea de intrare rețea este prevăzută o singură celulă de filtrare cu bobină pe un miez neobișnuit de mare.
Foto 14
Pe partea de ieșire, pe lângă filtrul LC standard cu un inductor pe un miez -26, este prevăzută cu un filtru suplimentar cu un inductor realizat pe o ferită. Am remarcat că pe bornele de ieșire CC este prevăzută o baterie de condensatori de filtraj: electrolitic+poliester+multistrat.
Foto 15
Spectrul de ieșiere foarte curat, cum era de așteptat. În domeniul 1-4 MHz undeva la -95 dBm și 4-10 MHz undeva la -96...99 dBm. Din nou mult mai curat față de vechile surse recenzate de ARRL. Carcasa este tot din material feromagnetic și asigură o atenuare considerablă a perturbației radiate. Deși este prevăzută cu un buton pentru Noise Offset nu am fost nevoit să utilizez această facilitate nici o dată.
Foto 16
O ultimă remarcă: în lipsa unei sarcini de CC capabilă să absoarbă curenți de 15-20 Amperi testele de mai sus au fost făcute tot la un consum de 5.6 amperi. Este posibil, la curenți mai mari, rezultatele să fie ușor diferite.
În concluzie să ne bucurăm că industria ne oferă surse în comutație performante. Cu putere consumată în gol sensibil mai mică ca cele cu transformator, randament excelent și foarte fiabile. Sub presiunea standardelor EMC nivelul de zgomot produs prin conducție sau radiație este cu mult mai mic ca acum 20 de ani.
Puneți deoparte ceva transformatoare de rețea, să le arătați nepoților peste 10 ani. Că nu vor mai fi disponibile :-)
- Ing. Sorin-David Nimară YO7CKQ
-
