| Die ELA 200 ist eine mit maximal 200 Watt belastbare elektronische
Last. Es gibt sie in verschiedenen Ausführungen, diese hier
ist für Spannungen bis 75V und Ströme bis 40A
ausgelegt. Die genaue Bezeichnung meines Gerätes lautet ELA
200/75/40 D. Hersteller ist der mittelständische Betrieb Zentro aus Pforzheim.  <Typ> Eine elektronische Last ist ein wichtiges Hilfsmittel z.B. zum Testen von Stromversorgungen, DC/DC Wandlern oder Akkus. Auch für den Service benötigt man so etwas gelegentlich, beispielsweise bei der Reparatur eines Netzteils. Es ist grundsätzlich keine gute Idee, bei einer Netzteilreparatur das damit zu versorgende Gerät als Last zu verwenden, die Gefahr, dort weitere Folgeschäden zu verursachen, ist viel zu groß. Die ELA 200 kann als Stromsenke oder als Lastwiderstand betrieben werden. Im Stromsenken-Betrieb ist es eine Konstantstrom-Senke, die Quelle wird dabei unabhängig von der abgegebenen Spannung mit dem eingestellten Strom belastet. Im Widerstand-Modus verhält sie sich wie ein Lastwiderstand, der Laststrom ist abhängig von der Quellspannung. Es ist ein rein analoges Gerät, einstellbar mit klassischen Potis und Schaltern. Die ELA 200 hat zwei getrennt einstellbare Strombereiche, I1 und I2. Beide sind mit jeweils einer grob und einer Feineinstellung einstellbar. Spannung und Strom werden auf den beiden 3-stelligen LED Displays angezeigt. Mittels Kippschaltern kann zwischen beiden Einstellungen umgeschaltet werden. Eine weitere Funktion ist der Pulsbetrieb. Dabei wird automatisch zwischen I1 und I2 geschaltet, entweder mit 100Hz oder mit 1kHz. Das ist eine sehr nützliche Funktion um z.B. das Verhalten von Stromversorgungen bei Lastwechseln zu beobachten. Es können über die Schnittstelle auf der Rückseite mehrere ELA 200 zusammengeschaltet werden.  <Rückseite> Dazu wird die zu steuernde ELA 200 auf „extern“ geschaltet und hinten die Steuerspannung des Masters zugeführt. An dieser Buchse befindet sich ebenfalls ein Ausgang für die Überlastmeldung, wichtig wenn das Gerät z.B. in einem automatischen Teststand eingesetzt wird. Der externe Steuereingang kann auch mit beliebigen Kurvenformen angesteuert werden, die Steuerspannung darf dabei 0..10V betragen mit einer Frequenz von max. 40kHz. Diese ELA 200 wurde 2011 auf dem Elektronikflohmarkt der UKW Tagung in Weinheim gekauft. Dies ist einer der wenigen noch existierenden größeren Elektronikflohmärkte, interessant auch für mich als nicht-Amateurfunker. Das Gerät stammt von einem Händler, der überwiegend gebrauchte, hochwertige Geräte von Tek und hp anbot und der realistische Preisvorstellungen hatte. Es stand etwas abseits an der Seite seines Tisches, ich hätte die ELA beinahe übersehen. Da ich so etwas schon lange zu einem akzeptablen Preis gesucht habe und die Preisvorstellung des Verkäufers passte, wechselte die ELA 200 den Besitzer. „Müsste funktionieren“, war die Auskunft. Das Manual war leider nicht dabei, das muss ich mir noch besorgen. Vor Ort konnte ich das Gerät nicht testen, der Funktionstest wurde dann zu Haus nachgeholt. Die Spannungs und Stromanzeigen funktionierten, die angezeigten Werte waren alle in Ordnung. Die Stromsenke arbeitete ebenfalls korrekt, das selbe galt für die Widerstandsfunktion. Sowohl I1 als auch I2 waren korrekt einstellbar. Das sah gut aus, aber zu früh gefreut, es gab doch noch einen Fehler und somit doch noch einen kleinen Reparaturbericht. Schaltete man das Gerät in den Pulsbetrieb, dann hätte es eigentlich mit 100Hz oder 1kHz zwischen I1 und I2 schalten müssen. Das machte es aber nicht, im Pulsbetrieb war immer nur I2 aktiv. Offensichtlich war der Taktgenerator nicht funktionsfähig. Also aufschrauben. Zuerst musste eine beträchtliche Menge Staub entfernt werden, der sich im Inneren angesammelt hatte. Dann kommt das hier zum Vorschein:  <Board top> Reine Analogtechnik, gebaut ca. 1998.  <Bord bottom> Hier die Rückseite der einseitigen Leiterplatte. Keine Multilayer-Boards, keine smd Bauteile, keine Asics. Problemlos reparierbar, zur Not auch ohne Serviceunterlagen, die Schaltungen kann man auch an der Leiterbahnführung nachvollziehen.  <overload protect> Oben links steckt das Modul mit dem Überlastschutz. Der RC4200 auf der linken Seite ist ein Analog-Multiplizierer, er bildet das Produkt der von den OpAmp Schaltungen skalierten Messwerten von Spannung und Strom. Werden dabei 200W überschritten, wird von dem Komparator ganz rechts eine Überlast erkannt und der Strom so angepasst, dass die ELA im zulässigen Bereich bleibt.  <Operation Range> Hier der zulässige Arbeitsbereich für meine Version der ELA 200 aus einer allgemeinen Produktbeschreibung der ELA Serie, die im Internet zu finden ist.  <Display>  <Power> Einer der insgesamt drei Kühlkörper wurde hier entfernt. Insgesamt sind 6 Power-Mosfets und 6 bipolare Leistungstransistoren verbaut, um die aufgenommene Leistung in Wärme zu wandeln.  <Diode>  <Fuse> ...genau so wie die zugehörende Sicherung.  <current sensor> Der Stromsensor mit dem zugehörenden Verstärker.  <Temp> Die Temperaturüberwachung.  <Pulse Generator> Der LF 356 unten ist der eigentliche Regler. Und in der Mitte wird es für die Reparatur interessant, diese drei ICs bilden den nicht mehr funktionierenden Pulsgenerator. Die Schaltung war schnell durchschaut, sie besteht im Wesentlichen aus dem PLL Chip 4046 und einem Teiler Typ 4017. Der LM158 liefert den 100Hz Referenztakt für die PLL. Er erzeugt aus zusammengesetzten Netz-Sinushalbwellen ein 100Hz Rechtecksignal. Dieses geht auf den Referenzeingang der PLL. Der VCO der PLL wird damit synchronisiert, dieser erzeugt ein 100Hz Signal mit exakt 50% Pulsbreite. Im 1 kHz Betrieb wird zwischen VCO Ausgang und PLL Eingang der 10:1 Teiler geschaltet. Der PLL Regelkreis sorgt dafür, dass der VCO dann auf 1kHz einrastet. So weit zur Funktionsbeschreibung, aber wo klemmte es nun? Die Referenzfrequenz von 100Hz war korrekt vorhanden und wurde dem 4046 zugeführt. Dieser machte aber schlichtweg gar nichts. Der VCO lief nicht, es kam keine Regelspannung aus der PLL, außer der Referenzfrequenz und der Versorgungsspannung war an diesem Chip alles tot. Da der Chip praktischerweise gesockelt ist, habe ich gar nicht weiter gesucht und ihn einfach versuchsweise getauscht. Und das war es auch schon:  <Puls ok> Läuft, es war tatsächlich nur der 4046 defekt. Wenn es doch immer so einfach wäre... Zum Abschluss noch eine Messung an einem Labor-Schaltnetzteil, mit einer Frequenz von 1kHz wird es abwechselnd mit 0 und 6 A belastet.  <Test power supply 6A> Der Spannungsabfall bei Vollast entsteht hauptsächlich an den Steckverbindungen, das Gerät zeigt für ein reines Schaltnetzteil ohne nachgeschaltetem Linear-Regler ein gutes Regelverhalten. Oben die Ausgangsspannung, unten der Strom, gemessen mit einer Tek P6042 Stromzange.
Ein wirklich nützliches Gerät, so etwas sollte in
keinem Labor fehlen.
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Ich danke Karlheinz für die Zusendung von diesem schönen kleinen Bericht und den Fotos.
Karl-Heinz, thank you for the excellent text and the nice photos.
