Einleitung: Das unbekannte Multitalent im Labor

In der Elektronikentwicklung, speziell bei Tests von Netzteilen, Batterien oder Leistungselektronik, gibt es ein unscheinbares, aber absolut unverzichtbares Werkzeug: die einstellbare elektronische Last.

Sie ist der Gegenspieler des Netzteils: sie verbraucht kontrolliert Leistung und simuliert so eine reale Arbeitsumgebung.

Doch was genau verbirgt sich hinter diesem technischen Begriff? Welche Eigenschaften machen eine gute Last aus, und auf welche Fallen müssen Einsteiger bei der Auswahl achten?

In diesem Leitfaden lüften wir für Sie das Geheimnis. Wir erklären die Grundlagen, zeigen Ihnen, welche typischen Anwendungsszenarien in der Praxis warten (von E-Mobility bis Consumer Electronics) und stellen Ihnen ausgewählte Geräte der renommierten Marke Kikusui vor, damit Sie die richtige Kaufentscheidung treffen können.

Was ist eine einstellbare elektronische Last?

Eine einstellbare elektronische Last (im Fachjargon: programmable electronic load) ist ein vielseitiges Messgerät, das eine angeschlossene Stromquelle kontrolliert belastet. Stellen Sie sich die Last als einen intelligenten, simulierten Verbraucher vor: Sie zieht präzise definierten Strom, Spannung oder Widerstand von der Quelle, um zu testen, wie stabil die Quelle reagiert.

Im Gegensatz zu simplen, festen Widerständen basiert eine elektronische Last auf Halbleitern (meist Transistoren) und einer ausgeklügelten Steuerungsschaltung. Diese Technik erlaubt es, den entnommenen Verbrauch extrem präzise und dynamisch zu regeln. Etwas, das mit einem passiven Bauteil unmöglich wäre. (Quelle: KIKUSUI Europe GmbH)

Die vier Kern-Betriebsmodi

Die wahre Stärke elektronischer Lasten liegt in ihrer Flexibilität. Sie können sich verhalten wie vier verschiedene Verbrauchertypen:

1. Konstantstrom (CC – Constant Current): Die Last zieht immer denselben, eingestellten Strom, unabhängig von der Spannung der Quelle. Ideal zum Testen von Akkus.
2. Konstantwiderstand (CR – Constant Resistance): Die Last verhält sich wie ein ohmscher Widerstand (Spannung und Strom stehen im festen Verhältnis). Ideal zur Simulation passiver Schaltungen.
3. Konstantspannung (CV – Constant Voltage): Die Last regelt den gezogenen Strom so, dass die Spannung der Quelle auf einem konstanten Niveau gehalten wird. Nützlich beim Testen von LED-Treibern.
4. Konstantleistung (CP – Constant Power): Die Last zieht stets eine gleichbleibende Leistung (P = U x I ist konstant). Wichtig beim Testen von modernen Netzteilen.

Die Fähigkeit, zwischen diesen Modi zu wechseln und die Parameter exakt einzustellen, macht die elektronische Last zu einem unverzichtbaren Werkzeug in jedem Labor.

Warum braucht man eine einstellbare elektronische Last?

Eine elektronische Last ist im Grunde der beste Belastungssimulator im Labor. Sie ermöglicht es Ihnen, realistische (und oft extreme) Bedingungen für Ihre Schaltungen zu simulieren, ohne auf zufällige oder passive Verbraucher angewiesen zu sein.

Hier sind die wichtigsten Einsatzgebiete, die in der Entwicklung und Qualitätssicherung unverzichtbar sind:

• Netzteil-TÜV: Prüfung unter Realbedingungen – Um sicherzustellen, dass ein Netzteil zuverlässig ist, muss es unter Volllast und bei wechselnden Anforderungen stabil bleiben. Die Last simuliert diese unterschiedlichen Szenarien präzise, um die Stabilität der Ausgangsspannung zu messen und zu prüfen, wie das Netzteil auf Überlast reagiert.
• Batterie- und Akkudiagnose: Kapazität messen und Lebensdauer testen – Dies ist eines der häufigsten Einsatzgebiete. Die Last entlädt Akkus oder größere Speicherbatterien kontrolliert und gleichmäßig. So können Sie die exakte Kapazität messen, die Lebensdauer unter definierten Zyklen testen und feststellen, wann die Batterie ihre Leistungsgrenze erreicht.
• Power-Elektronik-Simulation: Wandler und Inverter auf Herz und Nieren prüfen – Die elektronische Last erlaubt die genaue Simulation der nachgeschalteten Verbraucher, um das Verhalten von Wandlern, Invertern oder Leistungstransistoren unter realen, dynamischen Lastbedingungen zu analysieren.
• Der Effizienz-Vorteil: Regenerative Lasten – Spezielle, regenerative Lasten (die Kikusui im Programm hat) sind besonders für Tests von Hochleistungsbatterien oder Speichersystemen wichtig. Diese Geräte „verheizen“ nicht nur die Energie, sondern ein Großteil davon wird wieder in das Versorgungsnetz zurückgespeist. Das spart nicht nur enorme Energiekosten, sondern ist auch umweltfreundlicher bei langen Testreihen. (Quelle: KIKUSUI Europe GmbH)

Auswahlkriterien: Worauf Einsteiger unbedingt achten sollten

Die Auswahl der richtigen elektronischen Last beginnt mit der ehrlichen Antwort auf eine Frage: Was genau möchte ich testen? Die Anforderungen an eine Last für kleine USB-Netzteile unterscheiden sich massiv von denen für große Automotive-Batterien.

Hier sind die wichtigsten Kriterien, die Sie beim Kauf berücksichtigen müssen, um Überdimensionierung oder Fehlkäufe zu vermeiden:

1. Leistung und Kapazität (Die harten Fakten)

• Maximale Leistung & Spannung: Prüfen Sie, welche maximale Belastung die Last handhaben muss. Testen Sie z.B. nur kleine Netzteile (niedrige Wattzahl), oder benötigen Sie Reserven für Hochspannungssysteme? Ein Tipp: Wählen Sie immer ein Gerät mit etwas Puffer über Ihrem höchsten erwarteten Wert.
• Strombereich („Zugkraft“): Wichtig ist, wie viel Strom die Last maximal ziehen kann. Für kleine Geräte reicht ein kleiner Strombereich. Für große Power-Komponenten benötigen Sie mehr „Zugkraft“, um die Volllast realistisch zu simulieren.

2. Dynamik und Flexibilität

• Reaktionsgeschwindigkeit (Slew-Rate): Dies ist entscheidend für dynamische Lasttests. Die Slew-Rate gibt an, wie schnell die Last auf eine Laständerung reagieren kann (z. B. von 0 A auf 10 A). Eine hohe Geschwindigkeit ist essenziell, um kurzzeitige Spannungseinbrüche zu erkennen. Die Kikusui PLZ-5W-Serie erreicht hier beispielsweise beeindruckende 60 A/μs . (Quelle: KIKUSUI Europe GmbH)
• Betriebsmodi: Überlegen Sie, welche Betriebsmodi Sie wirklich benötigen. Werden nur Konstantstrom (CC) und Konstantwiderstand (CR) gebraucht, oder müssen Sie zusätzlich Konstantspannung (CV) und Konstantleistung (CP) abdecken?

3. Usability und Sicherheit

• Schnittstellen & Steuerung: Für automatisierte Testreihen im Labor sind digitale Schnittstellen unverzichtbar. Achten Sie darauf, dass die Last per USB, LAN oder RS-232 gesteuert werden kann.
• Parallelbetrieb für Skalierung: Planen Sie zukünftig größere Leistungstests? Ein großer Vorteil ist, wenn mehrere Last-Einheiten parallel geschaltet werden können, um Gesamtstrom oder Gesamtleistung flexibel zu erhöhen.
• Wichtige Schutzmechanismen: Sicherheit geht vor. Achten Sie unbedingt auf integrierte Schutzfunktionen wie z.B. Überstromschutz (OCP), Überspannungsschutz (OVP) und Übertemperatur (OHP). Dies schützt nicht nur die Last selbst, sondern auch Ihr wertvolles Testobjekt.

Beispielgeräte von Kikusui: Gute Modelle für den Einstieg

Kikusui bietet eine breite Palette an elektronischen Lasten. Für Einsteiger aber auch B2B-Entwickler, die eine verlässliche Lösung suchen, eignen sich insbesondere diese Serien, da sie einen guten Kompromiss aus Leistung, Präzision und Flexibilität bieten:

1. Kikusui PLZ-U Serie: Der modulare Alleskönner für Einsteiger

Die PLZ-U-Serie ist der perfekte Startpunkt für alle, die Flexibilität lieben. Sie ist modular und sehr kompakt und somit ideal, wenn Sie klein anfangen, aber später die Leistung erweitern möchten.

Merkmal	Relevanz
Leistung	Bis zu 150 W (PLZ-150U), Betrieb ab 0 V (PLZ-70UA).
Betriebsmodi	Unterstützt wichtigsten Modi: CC, CR, CV, mit oder ohne +CV.
Dynamik	Sehr schnelle Reaktion mit einer Slew-Rate von z. B. 2,4 A/µs (PLZ150U).
Skalierung	Parallelschaltung von bis zu 5 Einheiten möglich (erweitert Strom und Leistung).
Sicherheit	Umfassende Schutzfunktionen (OVP, OCP, OPP, Überhitzung OHP, Unterspannung UVP).

(Quelle: KIKUSUI Europe GmbH)

2. Kikusui PLZ-5W / 5WZ Serie: Für anspruchsvolle, schnelle Tests

Wenn Sie eine höhere Leistung und vor allem eine extreme Geschwindigkeit für dynamische Lastwechsel benötigen, ist die PLZ-5W-Serie die richtige Wahl. Diese Serie ist ideal für die Simulation schneller Lastwechsel in Netzteilen und Wandlern.

• Höhe der Slew-Rate: Bis zu 60 A/μs – essenziell für sehr schnelle Tests!
• Arbiträr-Modus (ARB-Modus): Sie können eigene Spannungs-Strom-Kurven definieren und simulieren.
• Automatisierung: Mit LAN (LXI-konform), USB und RS-232C als Standardschnittstellen sind automatisierte Tests mit bis zu 10.000 Schritten einfach umsetzbar.
• Paralleler Betrieb: Mehrere Einheiten lassen sich bis zu einer Gesamtleistung von 10,8 kW koppeln.

(Quelle: KIKUSUI Europe GmbH)

3. Kikusui PLZ-4WL Serie: Die Spezialistin für niedrige Spannungen

Diese Serie ist perfekt für Tests von Low-Voltage-Geräten oder Komponenten, die hohe Ströme bei geringer Spannung benötigen.

• Extrem niedrige Spannung: Betrieb bereits ab 50mV möglich.
• Schnelles Ansprechverhalten: Hohe Slew-Rate von bis zu 50A/μs.
• Zusatzfunktionen: Unterstützt 6 Modi (CC, CR, CV, CP, plus Kombinationen) sowie Sequenzbetrieb und Soft-Start.

(Quelle: KIKUSUI AMERICA, INC.)

(Ergänzung für High-Power-Profis) Kikusui PLZ-5WH2 Serie

Die PLZ-5WH2-Serie richtet sich an Profis mit sehr hohem Leistungsbedarf. Modelle reichen hier von ca. 1 kW bis zu 20 kW in einer Einheit und bieten integrierte Datenlogging-Funktionen sowie Remote Sensing zur Minimierung von Spannungsabfällen.

(Quelle: KIKUSUI Europe GmbH)

Anwendungsszenarien: Wo Kikusui-Lasten besonders nützlich sind

Die wahre Relevanz einer elektronischen Last zeigt sich in der Praxis. Kikusui-Geräte werden oft dort eingesetzt, wo Präzision, Geschwindigkeit und Sicherheit bei der Lastsimulation entscheidend sind.

Hier sind die wichtigsten realen Einsatzgebiete:

1. Qualitätskontrolle von Netzteilen (Das Standard-Labor)

Im Labor, in dem Netzteile entwickelt oder geprüft werden, ist die elektronische Last unschlagbar. Mit Modellen wie der PLZ-5W-Serie können Sie:

• Dynamische Lastwechsel simulieren: Prüfen, wie das Netzteil reagiert, wenn plötzlich starker Strom gezogen wird (z. B. beim Einschalten eines Geräts).
• Stabilität bei Volllast: Sicherstellen, dass die Ausgangsspannung auch unter Dauerbelastung stabil und rauscharm bleibt.

2. Batterie- und Akkutests (Die Kapazitäts-Wahrheit)

Für alle Arten von Akkus (von kleinen Lithium-Zellen bis hin zu großen Industrie-Speichern) ermöglichen elektronische Lasten eine kontrollierte Entladung:

• Kapazitätsanalyse: Präzise Messung der tatsächlichen nutzbaren Kapazität des Akkus.
• Lebensdauer- und Zyklentests: Analyse des Verhaltens bei verschiedenen Belastungsarten und der Langzeitstabilität. Ein Muss für jedes moderne Produkt!

3. Power-Elektronik und Industrie (Inverter und Wandler)

Wenn Sie Leistungswandler, Inverter oder DC/DC-Wandler entwickeln, benötigen Sie eine dynamische und flexible Simulation des nachgeschalteten Systems:

• Lastprofilerstellung: Erzeugen Sie realistische, komplexe Lastprofile, um die thermische und elektrische Belastbarkeit Ihrer Komponenten zu testen.
• Regenerative Lasten: Bei Tests von großen Speichern ist der Einsatz von regenerativen Lasten (die Energie zurückspeisen) nicht nur effizient, sondern essenziell, um die hohen Testkosten zu senken.

4. Forschung und Elektromobilität (High-Power-Bereich)

In der Spitzenforschung oder in der Automobilindustrie, wo Hochleistungsbatterien im Fokus stehen, sind Lasten gefragt, die enorme Leistung liefern:

• E-Fahrzeugbatterie-Simulation: Modelle wie die PLZ-5WH2-Serie werden verwendet, um ganze E-Fahrzeugbatterien zu testen oder das komplexe Verhalten bei schnellen Lade- und Entladeszenarien zu simulieren.
• Skalierbare Leistung: Durch Parallelschaltung können auch sehr hohe Leistungsanforderungen sicher und präzise abgedeckt werden.

Praktische Tipps: So gelingt der Einstieg in die Lastsimulation

Bevor Sie das erste Mal Ihre elektronische Last anschließen, helfen diese sechs praktischen Empfehlungen, Fehler zu vermeiden und von Anfang an das Maximum aus Ihrem Gerät herauszuholen:

1. Klein starten, intelligent wachsen: Investieren Sie nicht sofort in das leistungsstärkste Modell. Beginnen Sie lieber mit einer kompakten, modularen Einheit (wie der Kikusui PLZ-U Serie). Das ist kostengünstiger und bietet trotzdem alle Kernfunktionen.
2. Skalierbarkeit einplanen: Denken Sie langfristig! Wählen Sie eine Serie, die den Parallelbetrieb erlaubt. Wenn Sie später mehr Leistung oder Strom brauchen, können Sie einfach eine zweite Einheit hinzufügen, anstatt das gesamte Gerät ersetzen zu müssen. Das spart Kosten auf lange Sicht.
3. Automatisierung von Anfang an denken: Selbst wenn Sie zunächst manuelle Tests machen: Achten Sie darauf, dass die Last eine Fernsteuerung (USB, LAN oder RS-232) erlaubt. Automatisierte Tests sparen Stunden und erhöhen die Wiederholbarkeit.
4. Alle Betriebsmodi ausprobieren: Nutzen Sie alle gelernten Modi (CC, CV, CR, CP), um ein Gefühl dafür zu bekommen, welches reale Verhalten Ihr Prüfobjekt unter Last zeigt. Das hilft ungemein bei der späteren Fehleranalyse und im Designprozess.
5. Sicher ist sicher – Handbuch lesen: Die Last arbeitet oft an den Grenzen der Leistung. Lesen Sie das Handbuch (z. B. die Bedienungsanleitung der PLZ-U-Serie) sorgfältig, besonders zu den Schutzfunktionen (OCP, OVP, OHP). Nur so schützen Sie nicht nur die Last selbst, sondern auch Ihre wertvollen Prototypen.
6. Zusätzliche Messtools nutzen: Die elektronische Last ist nur die Hälfte der Miete. Verwenden Sie unbedingt ein Oszilloskop oder einen Datenlogger, um Strom- und Spannungsverläufe zu beobachten. Nur so sehen Sie die feinen dynamischen Reaktionen Ihrer Schaltung.

Fazit: Der Schlüssel zur präzisen Lastsimulation

Eine einstellbare elektronische Last mag vielleicht auf den ersten Blick wie ein „komplexes Profi-Equipment“ wirken, doch mit den richtigen Auswahlkriterien ist sie schnell gemeistert. Der Schlüssel liegt darin, Ihre Testanforderungen genau zu kennen: Welche Leistung, welche Dynamik und welche Betriebsmodi (CC, CV, CR, CP) benötigen Sie wirklich?

Die Marke Kikusui erweist sich hier als idealer Partner: Mit modularen, skalierbaren Serien wie PLZ-U, PLZ-5W, PLZ-5WH2 und PLZ-4WL deckt der Hersteller alles von Einsteiger- bis hin zu anspruchsvollen High-Power-Anwendungen ab. Die Flexibilität in den Betriebsmodi und Schnittstellen gibt Ihnen die Kontrolle, Ihre Testumgebung präzise auf Ihre Bedürfnisse anzupassen.

Sind Sie bereit, Ihre Tests auf das nächste Level zu heben? Starten Sie modular mit einer Einheit wie der PLZ-U-Serie, um praktische Erfahrungen zu sammeln. Schauen Sie sich die Kikusui-Serien genauer an, um die perfekte Last für Ihre Anforderungen zu finden. Erzählen Sie uns in den Kommentaren, welches Szenario Sie als Nächstes testen möchten und teilen Sie mit uns Ihre Erfahrungen. Wir freuen uns auf Ihren Bericht.

❓ Häufige Fragen (FAQ)

Frage	Antwort
Q1: Reicht eine kleine elektronische Last für meine Tests?	Ja. Für Netzteil- oder Batterie-Tests im Labormaßstab reicht häufig eine kompakte Einheit (z. B. PLZ-U-Serie) völlig aus.
Q2: Was bedeutet „Slew-Rate“ und warum ist sie wichtig?	Die Slew-Rate beschreibt, wie schnell die Last den eingestellten Strom verändern kann. Eine hohe Rate ist entscheidend, um schnelle Lastwechsel (transiente Tests) realistisch zu simulieren.
Q3: Kann ich mehrere elektronische Lasten parallel schalten?	Ja. Viele Kikusui-Modelle (z. B. PLZ-5W-Serie) unterstützen Parallelschaltung, sodass Sie die Gesamtleistung oder den Gesamtstrom einfach erweitern können.
Q4: Welche Schutzfunktionen sollte eine elektronische Last haben?	Wichtig sind: Überstromschutz (OCP), Überspannungsschutz (OVP), Überleistungsschutz (OPP), Überhitzung (OHP) und gegebenenfalls Unterspannungsschutz (UVP).
Q5: Sind elektronische Lasten sicher für den Heim-Labor-Einsatz?	Ja, solange Sie die Sicherheitsanweisungen im Handbuch befolgen und die Schutzfunktionen nutzen. Achten Sie immer darauf, die richtigen Einstellungen zu verwenden.