Korad 3005
Korad KA3005D/P
Es handelt sich um ein Linearnetzteil, das sekundärseitig 30 V und 5 A bereitstellen kann. Die bei hohen Strömen mögliche Abwärme wird konstruktiv durch mehrere Sekundärabgriffe am Trafo reduziert. Die Umschaltpunkte liegen sekundärseitig bei 7 Volt, 14 Volt und 21 Volt. Rein optisch lehnt sich die Bedienoberfläche an das Itech IT6720 an.
Bekannt wurde das Gerät durch eine Besprechung des Elektronikblogger Dave Jones im "eevblog". Das Gerät zeichnet sich durch ein hervorragendes Preis/Leistungsverhältnis bei mittelmäßigen Regeleigenschaften aus. Die innenliegende aktive Kühlung, bei der als Kühler anfangs nur eine Aluplatte als Kühlkörper fungierte, inspirierte zahlreiche Bastler zu Modifikationen. Dazu zählt z.B. der Einbau eines echten gerippten Kühlkörpers und der Einbau einer anderen Lüfterregelung oder eines Thermostaten.
Varianten
Zusammensetzung Modellnummer:
| KA | 30 | 05 | P |
| KD = klein, nur Drehknöpfe KA = groß, Speicherplätze |
30 = Maximalspannung 30 V 60 = Maximalspannung 60 V |
02 = Maximalstrom 2 A 03 = Maximalstrom 3 A 05 = Maximalstrom 5 A |
D = kleine Version P = programmierbar (USB/RS232 Anschluss) |
Interner Aufbau
Kritik
Das Korad KA3005D / KA3005P verfügt über einen minderwertigen Drehgeber, der bei Ausfall das Labornetzteil unbedienbar macht. Dieser kann Internetdarstellungen zufolge geöffnet und repariert werden, aber auch gegen ein neues Exemplar vom Markenhersteller ausgetauscht werden.
Das Netzteil wird unter verschiedenen Markenlabeln verkauft. Es existieren Varianten, bei denen der Kühlkörper sich auf eine Aluplatte beschränkt, bessere Exemplare verfügen über einen massereicheren echten Kühlkörper mit Rippen und daher größerer Oberfläche und niedrigerem TK, was die Drehzahl des eingebauten Lüfters reduziert.
Mittels mehrerer Sekundärabgriffe reduziert dieses Linearnetzteil die maximal umzusetzende Verlustleistung. Bei Spannungsschaltschwellen von 6,9/7,2 - 13,8/14,1 - 20,9 / 21,8, maximaler Ausgangsspannung von 31V und 5A maximalem Ausgangsstrom kann sich eine Verlustleistung von (31 V - 21,8 V) * 5 A = 9,2 V * 5 A = 46 W ergeben.
Diese Abwärme muss durch den Lüfter aus dem Gerät herausgeführt werden, da der Kühler innenliegend verbaut ist. Es erscheint fraglich, ob 46 W dauerhaft ohne Netzteilabschaltung oder Stromreduzierung abgeführt werden können.
Wie viele Netzteile seiner Preisklasse verfügt das Gerät über eine relativ hohe Kapazität am Ausgang von etwa 310µF (gemessen mit einem LCR-Messgerät Typ DE-5000 bei ausgeschaltetem Gerät), die die Geschwindigkeit der Regelung reduziert. Beim Test von stromlimitierten Bauteilen wie z.B. LEDs entlädt sich dieser Kondensator ungebremst über die angeschlossenen Bauteile. Zur Heilung dieses Problems sollte ein Vorwiderstand mit angeschlossen werden oder der Ausgang auf eine Spannung unterhalb der Flussspannung der LED gebracht werden und dann vom Bediener unter Nutzung der einstellbaren Strombegrenzung erhöht werden.
Die hohe Ausgangskapazität dürfte dafür verantwortlich sein, dass eine aktivierte Überstromsicherung (Over Current Protection (OCP)) beim Umschalten der Ausgangsspannung auslöst, selbst wenn die Strombegrenzung großzügig gewählt ist. (Getestet mit KD3005P v6.6: OCP aktiviert, Strombegrenzung auf 1 A, erhöhen der Ausgangsspannung von 1 V auf 21 V mittels serieller Schnittstelle)
Der Testaufbau unter http://www.afug-info.de/Testberichte/Korad-RND-3005P/ mit dem das Regelverhalten des Geräts geprüft wurde, verdeckt aufgrund der niedrigen Lastwechselfrequenz und der entsprechenden Einstellung des Oszilloskops das langsame Regelverhalten des Netzteils und zeigt stattdessen mustergültige Graphen.
Andere Tests mit einer elektronischen Last von 2,5 A, die im Spannungsregelbetrieb 2ms eingeschaltet und 4ms ausgeschaltet wurde https://www.mikrocontroller.net/topic/481509#5982112 zeigen deutliche Abweichnungen vom Verlauf einer idealen Regelung, was bei anderen Linearnetzteilen in dieser Preisklasse trotz ähnlich hoher Ausgangskapazität zu geringeren Unter- und Überschwingern als auch einer kürzeren Ausregelzeit führte. Auch im Test der Stromregelung mit 200 ms Einschaltzeit und 400 ms Auszeit zeigen sich die Grenzen der Regelung dieses Geräts. Andere Labornetzteile zeigen sich von Lastwechseln weniger beeindruckt und verhalten sich auch im Strombegrenzungsbetrieb neutraler: https://ctlabforum.thoralt.de/phpbb/viewtopic.php?f=3&t=911
Die Messsung mit einer elektronischen Last wird allerdings aufgrund ihrer Regelkomponente kritisch gesehen, man vermutet, sie könnte in Wechselwirkung mit der Netzteilregelung treten. Weitere Messungen mit kleineren Lastströmen seien auch erforderlich um die Regelung bewerten zu können.
Optimierungen
Netzteilumbauten
Wer keine Scheu davor hat, das Netzteil zu öffnen, sollte zu allererst überprüfen, ob der Lüfter die Luft von außen ansaugt und nach innen bläst oder ob der Lüfter die Luft von innen nach außen bläst. Ersteres Verhalten wäre durchaus üblich, da so kalte Luft auf den sich erwärmenden Kühlkörper geblasen wird. Letzteres ist doch nicht nur unüblich sondern auch unvorteilhaft, da so die Kühleffizienz stark beeinträchtigt ist. Der Lüfter sollte also stets so montiert sein, dass er kalte Luft von außen auf den Kühlkörper bläst.
Im Zuge dessen kann man auch einen leiseren Lüfter verbauen und ggf. überlegen die Lüftersteuerung zu überarbeiten. Der Lüfter wird mittels PWM von der Verlustleistung gesteuert. Sinnvoller ist aber eine Temperaturregelung. Dazu montiert man auf dem Kühlkörper, elektrisch isoliert, einen Temperatursensor und lässt den Lüfter über eine geeignete Schaltung darüber regeln. Oberhalb des Lüfteranschlusses finden sich zwei Leistungswiderstände (R1 und R3), an diesen Widerständen liegt eine gleichgerichtete, unstabilisierte Spannung von ca 15 V an. Der Minuspol dieser Spannung liegt an R1 an, am Beinchen oberhalb von C29, der Pluspol ist an R3 zu finden, am Beinchen oberhalb von D5.
Betriebshinweise
Laden von 12 V-Bleiakkus
Nutzern, die 12 V-Akkus mit ihrem linear geregelten Labornetzteil laden wollen - das gilt für alle Labornetzteile gleichermaßen - sollten die Schaltschwellen ihres Geräts kennen. Diese lassen sich durch das Klickgeräusch der Relais für die Umschaltung der Sekundärabgriffe geräteindividuell bestimmen. Bei mir liegen die Schaltschwellungen folgendermaßen (Angaben in Volt): 6,9/7,2 - 13,8/14,1 - 20,9 / 21,8
Wer z.B. an meinem Gerät 14,1 V einstellt, zwingt das Gerät dazu 21,8 V - 14,1 V = 7,7 V ungenutzt in Wärme zu verwandeln. Liefert das Netzteil zufälligerweise Maximalstrom, so werden 7,7 V * 5 A = 38,5 W verblasen. Sollte z.B. mit 14,4 V geladen werden, empfiehlt es sich, 14V einzustellen und auf den Rückgang der Stromabgabe an den Akku zu warten und erst zum Schluss die Spannung von 14 V auf 14,4 V zu erhöhen. Wenn die vorhandene Zeit ausreicht und keine Gewaltladung notwendig ist, wird mit dieser Strategie das Netzteil weniger belastet.
Anleitungen
Justierung
Benötigte Hilfsmittel:
- Digital-Multimeter (die Qualität der Justierung ist direkt von der des DMM abhängig)
Durchführung beim Korad KA3005D:
- Gerät ausschalten
- M4 Taste gedrückt halten und Gerät einschalten => die Spannungsanzeige blinkt
- Multimeter auf niedrigen V-Messbereich einstellen und am Ausgang des Netzteils anschließen.
- Am Drehregler des Netzteils die Spannung so nahe wie möglich auf 0.00 V am Multimeter stellen
- Zum beenden und speichern der Einstellung die Taste M1 drücken und Multimeter vom Netzteil abstecken
- Taste "Voltage/Current" am Netzteil drücken => Stromanzeige blinkt
- Multimeter auf niedrigen mA-Messbereich einstellen und anstecken
- Wieder am Regler des Netzteils drehen bis Stromanzeige so nahe wie möglich an 0.00 mA liegt
- Dann wieder M1 zum speichern drücken und Multimeter abstecken
- M4 drücken um die Maximalwerte zu trimmen. Es blinkt wieder die Spannungsanzeige am Netzteil.
- Multimeter auf Spannungsmessung (Bereich > 30 V) einstellen und anschließen
- Spannung über Drehrad auf 30.01 V am Multimeter einstellen und M1 drücken. Multimeter abstecken.
- Multimeter auf Ampere (Messabereich > 5 A) einstellen
- Taste "Voltage/Current" drücken
- Multimeter anstecken und am Stellrad auf 5.00 A am Multimeter trimmen. Dann wieder M1 drücken.
- Die Justierung ist abgeschlossen! - Nun das Netzteil ausschalten um den Kalibrationmodus wieder zu verlassen. Danach kann es wieder normal benutzt werden.
Bemerkung vom Autor: Mein Multimeter verkraftet 20 A bis zu 30 Sekunden und ist nichts besonderes. Eine elektronische Last, wie vielerorts gefordert, ist m.E. nicht notwendig.
Videos zum Thema Justierung:
Dokumente
Bezugsquellen
- Welectron (Verkaufsbezeichnung: "Korad KA3005P Labornetzteil", Stand: April 2021)
- Reichelt (Verkaufsbezeichnung: "KA3005P Labornetzgerät", Stand: April 2021)
Ersatzteile
- Drehimpulsgeber für Korad KA3005 Teilenr. Conrad 700701
- Drehimpulsgeber für Korad KA3005 Teilenr. Reichelt STEC12E07
- Drehzahlgeregelter Lüfter für Korad KA3005 Teilenr. Reichelt AC FAN F8TC