Domaće elektronsko opterećenje. Ekvivalentno opterećenje sa digitalnim displejom


Vremenom sam nakupio određen broj različitih kineskih AC-DC pretvarača za punjenje baterija mobilnih telefona, baterijskih lampi, tableta, kao i malih prekidačkih napajanja za elektroniku i same baterije. Električni parametri uređaja često su naznačeni na kućištima, ali budući da najčešće morate imati posla s kineskim proizvodima, gdje je napuhavanje indikatora svetinja, ne bi bilo loše provjeriti stvarne parametre uređaja prije nego što ga koristite za zanat . Osim toga, moguće je koristiti izvore napajanja bez kućišta, koji ne sadrže uvijek informacije o svojim parametrima.


Mnogi mogu reći da je dovoljno koristiti snažne varijabilne ili fiksne otpornike, automobilske svjetiljke ili jednostavno nihromske spirale. Svaka metoda ima svoje nedostatke i prednosti, ali glavna stvar je da je pri korištenju ovih metoda prilično teško postići glatku regulaciju struje.

Stoga sam za sebe sastavio elektroničko opterećenje pomoću operativnog pojačala LM358 i kompozitnog tranzistora KT827B, testirajući napajanja s naponom od 3 V do 35 V. U ovom uređaju, struja kroz element opterećenja je stabilizirana, tako da praktički nije podložna temperaturnim pomacima i ne ovisi o naponu izvora koji se testira, što je vrlo zgodno kada se uzimaju karakteristike opterećenja i obavljaju druga ispitivanja, posebno duga -termone.


Materijali:
- mikrokolo LM358;
- tranzistor KT827B (NPN kompozitni tranzistor);
- otpornik 0,1 Ohm 5 W;
- 100 Ohm otpornik;
- otpornik 510 Ohm;
- otpornik 1 kOhm;
- otpornik 10 kOhm;
- varijabilni otpornik 220 kOhm;
- nepolarni kondenzator 0,1 µF;
- 2 kom oksidni kondenzator 4,7 uF x 16V;
- oksidni kondenzator 10 µF x 50V;
- aluminijumski radijator;
- stabilno napajanje 9-12 V.

Alati:
- lemilica, lem, fluks;
- električna bušilica;
- ubodna testera;
- bušilica;
- M3 slavina.

Upute za sastavljanje uređaja:

Princip rada. Princip rada uređaja je naponski kontrolisan izvor struje. Snažni kompozitni bipolarni tranzistor KT 827B sa kolektorskom strujom Ik = 20A, pojačanjem h21e većim od 750 i maksimalnom disipacijom snage od 125 W je ekvivalentan opterećenju. Otpornik R1 snage 5W je strujni senzor. Otpornik R5 mijenja struju kroz otpornik R2 ili R3 ovisno o položaju prekidača i, prema tome, naponu na njemu. Pojačalo s negativnom povratnom spregom od emitera tranzistora do invertnog ulaza operacionog pojačala sastavljeno je pomoću operativnog pojačala LM358 i tranzistora KT 827B. Djelovanje OOS-a se očituje u činjenici da napon na izlazu op-ampa uzrokuje takvu struju kroz tranzistor VT1 da je napon na otporniku R1 jednak naponu na otporniku R2 (R3). Dakle, otpornik R5 regulira napon na otporniku R2 (R3) i, shodno tome, struju kroz opterećenje (tranzistor VT1). Dok je op-pojačalo u linearnom modu, prikazana vrijednost struje kroz tranzistor VT1 ne ovisi ni o naponu na njegovom kolektoru niti o pomaku parametara tranzistora kada se zagrije. Krug R4C4 potiskuje samopobudu tranzistora i osigurava njegov stabilan rad u linearnom režimu. Za napajanje uređaja potreban je napon od 9 V do 12 V, koji mora biti stabilan, jer o tome ovisi stabilnost struje opterećenja. Uređaj ne troši više od 10 mA.


Redoslijed rada
Električno kolo je jednostavno i ne sadrži mnogo komponenti, tako da se nisam zamarao sa štampanom pločom i montirao je na matičnu ploču. Otpornik R1 je podignut iznad ploče, jer se jako zagrijava. Preporučljivo je uzeti u obzir lokaciju radio komponenti i ne postavljati elektrolitičke kondenzatore blizu R1. Nisam baš uspio u tome (izgubio sam iz vida), što nije baš dobro.


Snažni kompozitni tranzistor KT 827B ugrađen je na aluminijski radijator. Prilikom proizvodnje hladnjaka, njegova površina mora biti najmanje 100-150 cm 2 na 10 W raspršene snage. Koristio sam aluminijumski profil sa nekog foto uređaja ukupne površine oko 1000 cm2. Prije ugradnje tranzistora, VT1 je očistio površinu hladnjaka od boje i nanio toplinsku pastu KPT-8 na mjesto ugradnje.


Možete koristiti bilo koji drugi tranzistor serije KT 827 s bilo kojom slovnom oznakom.


Također, umjesto bipolarnog tranzistora, možete koristiti n-kanalni tranzistor sa efektom polja IRF3205 ili drugi analog ovog tranzistora u ovom krugu, ali morate promijeniti vrijednost otpornika R3 na 10 kOhm.


Ali postoji rizik od termičkog kvara tranzistora sa efektom polja kada se struja koja prolazi brzo promijeni sa 1A na 10A. Najvjerovatnije tijelo TO-220 nije u stanju prenijeti toliku količinu topline za tako kratko vrijeme i ključa iznutra! Svemu možemo dodati da možete naići i na lažnu radio komponentu i tada će parametri tranzistora biti potpuno nepredvidivi! Ili aluminijumsko kućište KT-9 tranzistora KT827!

Možda se problem može riješiti paralelnom ugradnjom 1-2 ista tranzistora, ali nisam praktički provjerio - ti isti tranzistori IRF3205 nisu dostupni u potrebnoj količini.

Kućište za elektronsko opterećenje korišteno je od neispravnog auto radija. Postoji ručka za nošenje uređaja. Ugradio sam gumene nožice na dno da spriječim klizanje. Koristio sam čepove za lijekove kao noge.


Dvopinska akustična stezaljka postavljena je na prednju ploču za povezivanje izvora napajanja. Koriste se na audio zvučnicima.


Ovdje je također smješteno dugme regulatora struje, dugme za uključivanje/isključivanje uređaja, elektronski prekidač režima rada opterećenja i amper-voltmetar za vizuelno praćenje procesa merenja.


Naručio sam amper-voltmetar na kineskoj web stranici u obliku gotovog ugrađenog modula.

Ovaj uređaj je dizajniran i koristi se za testiranje DC napajanja napona do 150V. Uređaj vam omogućava punjenje izvora napajanja sa strujom do 20A, sa maksimalnom disipacijom snage do 600 W.

Opšti opis šeme

Slika 1 - Šematski dijagram elektronskog opterećenja.

Dijagram prikazan na slici 1 omogućava vam da glatko regulišete opterećenje izvora napajanja koji se testira. Tranzistori sa efektom polja snage T1-T6 povezani paralelno se koriste kao ekvivalentni otpor opterećenja. Za precizno postavljanje i stabilizaciju struje opterećenja, krug koristi precizno operaciono pojačalo op-amp1 kao komparator. Referentni napon iz razdjelnika R16, R17, R21, R22 se dovodi na neinvertirajući ulaz op-amp1, a napon za usporedbu sa strujnog mjernog otpornika R1 se dovodi na invertirajući ulaz. Pojačana greška na izlazu op-amp1 utiče na kapije tranzistora sa efektom polja, čime se stabilizuje specificirana struja. Promjenjivi otpornici R17 i R22 nalaze se na prednjoj ploči uređaja s graduiranom skalom. R17 postavlja struju opterećenja u rasponu od 0 do 20A, R22 u rasponu od 0 do 570 mA.

Mjerni dio kola je baziran na ICL7107 ADC sa LED digitalnim indikatorima. Referentni napon za čip je 1V. Za usklađivanje izlaznog napona senzora za mjerenje struje sa ulazom ADC-a, koristi se neinvertujuće pojačalo s podesivim pojačanjem od 10-12, sastavljeno na preciznom operacionom pojačalu OU2. Otpornik R1 se koristi kao strujni senzor, kao u stabilizacionom kolu. Displej prikazuje ili struju opterećenja ili napon izvora napajanja koji se testira. Prebacivanje između režima se dešava pomoću dugmeta S1.

Predloženo kolo implementira tri vrste zaštite: prekostrujnu zaštitu, termičku zaštitu i zaštitu od obrnutog polariteta.

Maksimalna strujna zaštita pruža mogućnost podešavanja struje prekida. MTZ kolo se sastoji od komparatora na OU3 i prekidača koji prebacuje strujni krug. Tranzistor sa efektom polja T7 sa niskim otporom otvorenog kanala koristi se kao ključ. Referentni napon (ekvivalent struji prekida) se dovodi iz razdjelnika R24-R26 na invertirajući ulaz op-amp3. Varijabilni otpornik R26 nalazi se na prednjoj ploči uređaja sa graduiranom skalom. Trimer otpornik R25 postavlja minimalnu radnu struju zaštite. Uporedni signal dolazi sa izlaza mjernog op-amp2 na neinvertirajući ulaz op-amp3. Ako struja opterećenja premašuje navedenu vrijednost, na izlazu op-amp3 pojavljuje se napon blizu napona napajanja, čime se uključuje MOC3023 dinistorski relej, koji zauzvrat uključuje tranzistor T7 i napaja LED1, koji signalizira rad trenutne zaštite. Resetovanje se dešava nakon potpunog isključivanja uređaja iz mreže i ponovnog uključivanja.

Termička zaštita je izvedena na komparatoru OU4, senzoru temperature RK1 i izvršnom releju RES55A. Kao senzor temperature koristi se termistor sa negativnim TCR-om. Prag odziva se postavlja trim otpornikom R33. Trimer otpornik R38 postavlja vrijednost histereze. Senzor temperature se postavlja na aluminijsku ploču koja je osnova za montažu radijatora (slika 2). Ako temperatura radijatora pređe navedenu vrijednost, relej RES55A svojim kontaktima zatvara neinvertirajući ulaz OU1 na masu, kao rezultat toga, tranzistori T1-T6 se isključuju i struja opterećenja teži nuli, dok LED2 signalizira da se termička zaštita aktivirala. Nakon što se uređaj ohladi, struja opterećenja se nastavlja.

Zaštita od promjene polariteta je napravljena pomoću dvostruke Schottky diode D1.

Kolo se napaja iz zasebnog mrežnog transformatora TP1. Operativna pojačala OU1, OU2 i ADC čip povezani su iz bipolarnog napajanja sastavljenog pomoću stabilizatora L7810, L7805 i pretvarača ICL7660.

Za prisilno hlađenje radijatora koristi se ventilator od 220V u kontinuiranom načinu rada (nije prikazan na dijagramu), koji se preko zajedničkog prekidača i osigurača povezuje direktno na mrežu od 220V.

Postavljanje šeme

Krug je konfiguriran sljedećim redoslijedom.
Referentni miliampermetar je povezan na ulaz elektronskog opterećenja serijski sa napajanjem koje se testira, na primer multimetar u režimu merenja struje sa minimalnim opsegom (mA), a referentni voltmetar je povezan paralelno. Ručice varijabilnih otpornika R17, R22 su uvrnute u krajnji lijevi položaj koji odgovara struji nultog opterećenja. Uređaj se napaja. Zatim, otpornik za podešavanje R12 postavlja prednapon napona op-amp1 tako da očitanja referentnog miliampermetra postanu nula.

Sljedeći korak je konfiguracija mjernog dijela uređaja (indikacije). Taster S1 se pomera na trenutni položaj merenja, a tačka na displeju treba da se pomeri na poziciju stotinke. Koristeći rezistor R18, potrebno je osigurati da svi segmenti indikatora, osim krajnjeg lijevog (treba biti neaktivan), prikazuju nule. Nakon toga, referentni miliampermetar prelazi u režim maksimalnog mjernog opsega (A). Zatim regulatori na prednjoj ploči uređaja postavljaju struju opterećenja, a pomoću reznog otpornika R15 postižemo ista očitanja kao i referentni ampermetar. Nakon kalibracije trenutnog mjernog kanala, tipka S1 se prebacuje u položaj indikacije napona, tačka na displeju treba da se pomeri na poziciju desetine. Zatim, koristeći rezistor R28, postižemo ista očitanja kao referentni voltmetar.

Podešavanje MTZ-a nije potrebno ako su ispunjeni svi rejtingi.

Termička zaštita se podešava eksperimentalno, radna temperatura energetskih tranzistora ne bi trebala prelaziti regulirani raspon. Također, grijanje pojedinačnog tranzistora možda neće biti isto. Prag odziva se prilagođava rezistorom R33 kako se temperatura najtoplijeg tranzistora približava maksimalnoj dokumentovanoj vrijednosti.

Element baza

MOSFET N-kanalni tranzistori sa drain-source naponom od najmanje 150V, snagom disipacije od najmanje 150W i strujom odvoda od najmanje 5A mogu se koristiti kao tranzistori snage T1-T6 (IRFP450). Tranzistor sa efektom polja T7 (IRFP90N20D) radi u prekidačkom režimu i bira se na osnovu minimalne vrednosti otpora kanala u otvorenom stanju, pri čemu napon drejn-izvor mora biti najmanje 150V, a stalna struja tranzistora mora biti najmanje 20A. Bilo koja slična operaciona pojačala sa bipolarnim napajanjem od 15V i mogućnošću regulacije prednapona mogu se koristiti kao precizna operaciona pojačala op-amp 1.2 (OP177G). Prilično uobičajeno mikrokolo LM358 koristi se kao operaciona pojačala za op-amp 3.4.

Kondenzatori C2, C3, C8, C9 su elektrolitski, C2 je odabran za napon od najmanje 200V i kapacitet od 4,7µF. Kondenzatori C1, C4-C7 su keramički ili filmski. Kondenzatori C10-C17, kao i otpornici R30, R34, R35, R39-R41, su površinski montirani i postavljeni na posebnu indikatorsku ploču.

Trimer otpornici R12, R15, R18, R25, R28, R33, R38 su višeokretni od BOURNS-a, tip 3296. Varijabilni otpornici R17, R22 i R26 su domaći jednookretni, tip SP2-2, SP4-1. Kao strujni mjerni otpornik R1 korišten je šant zalemljen od neradnog multimetra otpora od 0,01 Ohm i predviđen za struju od 20 A. Fiksni otpornici R2-R11, R13, R14, R16, R19-R21, R23, R24, R27, R29, R31, R32, R36, R37 tip MLT-0,25, R42 - MLT-0,125.

Uvezeni analogno-digitalni pretvarač čip ICL7107 može se zamijeniti domaćim analognim KR572PV2. Umjesto BS-A51DRD LED indikatora, mogu se koristiti bilo koji pojedinačni ili dvostruki sedmosegmentni indikatori sa zajedničkom anodom bez dinamičke kontrole.

Krug termičke zaštite koristi domaći niskostrujni reed relej RES55A(0102) sa jednim preklopnim kontaktom. Relej je odabran uzimajući u obzir radni napon od 5V i otpor zavojnice od 390 Ohma.

Za napajanje strujnog kruga može se koristiti mali transformator od 220V snage 5-10W i napon sekundarnog namota od 12V. Gotovo svaki diodni most sa strujom opterećenja od najmanje 0,1A i naponom od najmanje 24V može se koristiti kao ispravljački diodni most D2. L7805 čip stabilizatora struje instaliran je na malom radijatoru, približna disipacija snage čipa je 0,7 W.

Karakteristike dizajna

Osnova kućišta (slika 2) je izrađena od aluminijumskog lima debljine 3mm i ugaonika 25mm. 6 aluminijumskih radijatora, koji su se ranije koristili za hlađenje tiristora, pričvršćeno je na bazu. Za poboljšanje toplinske provodljivosti koristi se termalna pasta Alsil-3.

Slika 2 - Baza.

Ukupna površina ovako sastavljenog radijatora (slika 3) iznosi oko 4000 cm2. Približna procjena rasipanja snage uzima se brzinom od 10 cm2 po 1 W. Uzimajući u obzir upotrebu prinudnog hlađenja pomoću 120 mm ventilatora kapaciteta 1,7 m3/sat, uređaj je sposoban kontinuirano disipirati do 600 W.

Slika 3 - Sklop radijatora.

Snažni tranzistori T1-T6 i dvostruka Šotkijeva dioda D1, čija je osnova obična katoda, pričvršćeni su direktno na radijatore bez izolacijske brtve pomoću termalne paste. Strujni zaštitni tranzistor T7 je pričvršćen na hladnjak kroz toplotno provodljivu dielektričnu podlogu (slika 4).

Slika 4 - Pričvršćivanje tranzistora na radijator.

Instalacija energetskog dijela strujnog kruga je izvedena žicom otpornom na toplinu RKGM, preklapanje niskostrujnih i signalnih dijelova izvedeno je običnom žicom u PVC izolaciji pomoću toplotno otporne pletenice i termoskupljajuće cijevi. Štampane ploče se proizvode LUT metodom na folijskoj PCB-u debljine 1,5 mm. Raspored unutar uređaja prikazan je na slikama 5-8.

Slika 5 - Opšti izgled.

Slika 6 - Glavna štampana ploča, montaža transformatora na poleđini.

Slika 7 - Montažni prikaz bez kućišta.

Slika 8 - Pogled odozgo na sklop bez kućišta.

Osnova prednjeg panela je izrađena od elektro lima getinax debljine 6mm, glodanog za montažu varijabilnih otpornika i zatamnjenog indikatorskog stakla (slika 9).

Slika 9 - Baza prednje ploče.

Dekorativni izgled (slika 10) izrađen je pomoću aluminijskog ugla, ventilacijske rešetke od nehrđajućeg čelika, pleksiglasa, papirne podloge s natpisima i graduiranim skalama sastavljenim u programu FrontDesigner3.0. Kućište uređaja je izrađeno od nerđajućeg čelika debljine milimetara.

Slika 10 - Izgled gotovog uređaja.

Slika 11 - Dijagram povezivanja.

Arhiva za članak

Ako imate bilo kakvih pitanja o dizajnu elektroničkog opterećenja, postavite ih na forumu, pokušat ću pomoći i odgovoriti.

Opterećenje regulirano snagom dio je ispitne opreme potrebne za postavljanje različitih elektronskih projekata. Na primjer, kada se gradi laboratorijsko napajanje, može "simulirati" spojeni ponor struje da vidi koliko dobro vaš krug radi ne samo u praznom hodu, već i pod opterećenjem. Dodavanje otpornika snage za izlaz može se obaviti samo u krajnjoj nuždi, ali ih nemaju svi i ne mogu dugo trajati - jako se zagriju. Ovaj članak će pokazati kako se može napraviti varijabilna elektronička banka opterećenja koristeći jeftine komponente dostupne hobistima.

Elektronski krug opterećenja koji koristi tranzistore

U ovom dizajnu maksimalna struja bi trebala biti približno 7 ampera i ograničena je otpornikom od 5W koji je korišten i relativno slabim FET-om. Čak i veće struje opterećenja mogu se postići korištenjem otpornika od 10 ili 20 W. Ulazni napon ne bi trebao prelaziti 60 volti (maksimalno za ove tranzistore sa efektom polja). Osnova je op-amp LM324 i 4 tranzistora sa efektom polja.

Za zaštitu i kontrolu ventilatora za hlađenje koriste se dva "rezervna" operativna pojačala čipa LM324. U2C čini jednostavan komparator između napona postavljenog pomoću termistora i djelitelja napona R5, R6. Histereza se kontrolira pozitivnom povratnom spregom koju prima R4. Termistor je postavljen u direktan kontakt sa tranzistorima na rashladnim elementima i njegov otpor se smanjuje kako temperatura raste. Kada temperatura pređe postavljeni prag, izlaz U2C će biti visok. Možete zamijeniti R5 i R6 s podesivom varijablom i ručno odabrati prag odziva. Prilikom postavljanja, uvjerite se da se zaštita aktivira kada je temperatura MOSFET tranzistora nešto ispod maksimalno dozvoljene navedene u podatkovnoj tablici. LED D2 signalizira kada je aktivirana funkcija zaštite od preopterećenja - instalirana je na prednjoj ploči.

Element operacionog pojačala U2B takođe ima histerezu komparator napona i koristi se za kontrolu 12V ventilatora (može se koristiti na starijim računarima). 1N4001 dioda štiti MOSFET BS170 od induktivnih napona. Donji temperaturni prag za aktiviranje ventilatora kontroliše otpornik RV2.

Sastavljanje uređaja

Za kućište je korišćena stara aluminijumska razvodna kutija, sa dosta unutrašnjeg prostora za komponente. U elektronskom opterećenju koristio sam stare AC/DC adaptere za napajanje 12 V za glavni krug i 9 V za instrument tablu - ima digitalni ampermetar da odmah vidi potrošnju struje. Već možete sami izračunati snagu koristeći dobro poznatu formulu.

Evo fotografije probne postavke. Laboratorijsko napajanje je podešeno na 5 V. Opterećenje pokazuje 0,49 A. Na opterećenje je priključen i multimetar, tako da se struja opterećenja i napon prate istovremeno. Možete se uvjeriti da cijeli modul radi nesmetano.

Ekvivalentno opterećenje sa digitalnom indikacijom. Krug otpornog opterećenja

cxema.org - Trenutno elektronsko opterećenje

Trenutno elektronsko opterećenje

Reći ću vam o uređaju korisnom za radio-amatere - trenutnom elektroničkom opterećenju s mogućnošću mjerenja kapaciteta baterije. Zašto je potreban ovaj uređaj?

Svi su se susreli sa situacijom kada je potrebno saznati parametre nekog izvora napajanja, na primjer, laboratorijskog napajanja, LED drajvera ili punjača. Uostalom, praksa pokazuje da proizvođači ne navode uvijek ispravne parametre. Naravno, postoji najjednostavnija opcija - opterećenje otpornikom izračunatim prema Ohmovom zakonu i mjerenje struje pomoću multimetra. Ali za svaki slučaj morate napraviti vlastite proračune i nije uvijek moguće pronaći snažan otpornik potrebne vrijednosti; oni su prilično skupi. Preporučljivije je koristiti elektroničko ili aktivno opterećenje koje vam omogućava da učitate bilo koju jedinicu napajanja ili bateriju i regulirate struju opterećenja konvencionalnim potenciometrom.

A uključivanjem multifunkcionalnog digitalnog vatmetra u krug koji pokazuje kapacitet, ovo postolje može isprazniti bateriju i pokazati njenu stvarnu snagu. Inače, za razliku od IMAX-a 6, naš sistem može da prazni baterije sa strujom do 40A. Ovo je pogodno za automobilske akumulatore.

Kolo je bazirano na dvostrukom operativnom pojačalu (op-amp) LM358, iako je uključen samo 1 element.

Trenutni senzor je snažan otpornik R12, po mogućnosti 40W, iako sam ga postavio na 20W. Možete spojiti nekoliko otpornika paralelno kako biste dobili potrebnu snagu tako da konačni otpor bude 0,1 Ohm. R10 i R11 (0,22 Ohm / 10W) ​​su elementi za izjednačavanje struje za prekidače za napajanje. Ja zapravo imam 2 x 0,47 Ohm / 5W paralelno za svaki tranzistor.

Op-amp kontrolira dva kompozitna KT827 tranzistora instalirana na odvojenim radijatorima. Tranzistori su optimalni za ovaj krug, iako su prilično skupi.

Princip rada.

Prilikom spajanja uređaja koji se testira, na snažnom strujnom otporniku R12 formira se pad napona, a napon na ulazima op-ampa se mijenja u skladu s tim, a time i na njegovom izlazu. Kao rezultat toga, signal koji primaju tranzistori ovisi o padu napona na šantu. Struja koja teče kroz tranzistore će se promijeniti.

Pomoću potenciometra mijenjamo napon na neinvertirajućem ulazu op-ampa i, kako je gore opisano, mijenja se struja kroz tranzistore. Ovi tranzistori omogućavaju rad sa strujama do 40A, ali zahtevaju dobro hlađenje, jer rade u linearnom režimu. Stoga sam pored masivnih radijatora ugradio ventilator sa kontrolom brzine, koji se može uključiti posebnim dugmetom. Krug regulatora brzine sastavljen je na maloj ploči.

Teoretski, maksimalni ulazni napon može biti do 100V - tranzistori će to izdržati, ali kineski vatmetar je samo do 60V.

Dugme S1 mijenja osjetljivost op-pojačala, tj. prebacuje na niske struje za precizna mjerenja izvora male snage koji se testiraju.

Važne karakteristike ove šeme:

  1. prisustvo povratne sprege za oba tranzistora,
  2. mogućnost promjene osjetljivosti op-amp.
  3. grubo i fino podešavanje struje (R5 i R6).

Transformator u krugu napaja samo op-amp i indikatorski blok; bilo koji sa strujom od 400 mA i naponom od 15-20 V će poslužiti; u svakom slučaju, napon se tada stabilizira na 12 V pomoću linearnog stabilizatora 7812. Nema potrebe da ga instalirate na radijator.

Sve sam sklopio u kućište od laboratorijskog PS 1502 napajanja za par dana, vodeći računa o razvoju i gravuranju ploče.

Nedostatak ovog kola je nedostatak zaštite od promjene snage, ali se može poboljšati. Ubuduće ću dodati i strujnu zaštitu, ali za sada postoji samo osigurač. Ako želite povećati ukupnu struju, možete dodati još nekoliko KT827 tranzistora.

  • < Назад
  • Naprijed >

vip-cxema.org

Zašto vam je potreban takav uređaj kao elektroničko opterećenje, vjerojatno svi znaju - omogućava vam da stvorite imitaciju vrlo snažnog otpornika na izlazu napajanja, punjača, pojačala, UPS-a i drugih krugova prilikom njihovog postavljanja. Ovo elektronsko opterećenje može podnijeti više od 100 A struje, rasipajući više od 500 W kontinuirano i rukovanjem 1 kW snage u burst modu.

Kolo je u principu jednostavno i koristi dva tranzistora sa efektom polja sa regulacionim op-pojačalima. Svaki od dva kanala je isti i povezani su paralelno. Upravljački naponi su međusobno povezani i opterećenje je jednako podijeljeno između dva moćna tranzistora s efektom polja. Ovdje se za šant koriste 2 50 A otpornika, koji formiraju povratni napon od 75 mV. Očigledna prednost odabira tako niske vrijednosti otpora (svaki šant je samo 1,5 milioma) je da je pad napona gotovo zanemarljiv. Čak i kada se radi s opterećenjem od 100 A, pad napona na svakom šant otporniku bit će manji od 0,1 V.

Nedostatak korištenja ovog kola je taj što zahtijeva op-pojačalo s vrlo malim ulaznim offsetom, jer čak i mala promjena ofseta može dovesti do velike greške u kontrolisanoj struji. Na primjer, u laboratorijskim testovima, samo 100 µV offset napona će rezultirati promjenom struje opterećenja od 0,1 A. Štaviše, teško je stvoriti tako stabilne upravljačke napone bez upotrebe DAC-ova i preciznih op-pojačala. Ako planirate koristiti mikrokontroler za upravljanje opterećenjem, morat ćete ili koristiti precizno op-pojačalo šanta za pojačanje napona kompatibilno sa DAC izlazom (npr. 0-5V) ili koristiti precizni razdjelnik napona za kreiranje kontrolnog signala.

Cijelo kolo je sastavljeno na komadu PCB-a korištenjem pojednostavljene metode instalacije i postavljeno na vrh velikog aluminijskog bloka. Metalna površina je polirana kako bi se osigurala dobra toplinska provodljivost između tranzistora i hladnjaka. Svi priključci sa velikom strujom - najmanje 5 žica debele žice, tada mogu izdržati najmanje 100 A bez značajnog zagrijavanja ili pada napona.

Iznad je fotografija matične ploče na kojoj su zalemljena dva visoko precizna operativna pojačala LT1636. A modul DC-DC pretvarača se koristi za pretvaranje ulaznog napona u stabilnih 12 V za kontroler ventilatora za hlađenje. Evo ih - 3 ventilatora sa strane radijatora.

Forum o šemi

radioskot.ru

shema. Domaće elektronsko opterećenje na tranzistoru sa efektom polja

Za potrebe ispitivanja izvora napajanja postoji elektronsko opterećenje. Ovaj uređaj radi na principu generiranja signala. Glavni parametri modifikacija uključuju granični napon, dozvoljeno preopterećenje i koeficijent disipacije. Postoji nekoliko vrsta uređaja. Da biste razumjeli opterećenja, prvo se preporučuje da se upoznate sa dijagramom uređaja.

Shema modifikacije

Standardno kolo opterećenja uključuje otpornike, ispravljač i priključke modulatora. Ako uzmemo u obzir niskofrekventne uređaje, oni koriste primopredajnike. Ovi elementi rade na otvorenim kontaktima. Komparatori se koriste za prenos signala. Nedavno su postala popularna opterećenja na stabilizatorima. Prije svega, dozvoljeno im je da se koriste u DC mrežama. Oni prolaze kroz brzi proces transformacije. Također je vrijedno napomenuti da se pojačalo i regulator smatraju sastavnim elementom svakog opterećenja. Ovi uređaji su kratko spojeni na ploču. Imaju prilično visoku provodljivost. Modulator je odgovoran za proces generisanja u modelima.

Vrste modifikacija

Postoje pulsni i programabilni uređaji. Laboratorijski, koji su pogodni za snažna napajanja, uključeni su u posebnu kategoriju. Modifikacije se također razlikuju po učestalosti s kojom rade. Niskofrekventna opterećenja su opremljena tranzistorima sa kanalnim adapterom. Koriste se na AC napajanje. Modeli visoke frekvencije izrađeni su na bazi otvorenog tiristora.

Pulsni uređaji

Kako se pravi impulsno elektronsko opterećenje? Prije svega, stručnjaci preporučuju odabir dobrog tiristora za montažu. U ovom slučaju, modulator je prikladan samo za dvije faze. Stručnjaci kažu da bi ekspander trebao raditi naizmjenično. Njegova radna frekvencija mora biti približno 4000 kHz. Primopredajnik se ugrađuje u opterećenje preko modulatora. Nakon lemljenja kondenzatora, vrijedi raditi na pojačalu.

Za stabilan rad opterećenja potrebna su tri kanalno usmjerena filtera. Za provjeru uređaja koristi se tester. Otpor bi trebao biti približno 55 oma. Pod prosječnim opterećenjem, kućno elektronsko opterećenje proizvodi nazivni napon od oko 200 W. Komparatori se koriste za povećanje osjetljivosti. Kada se sistem kratko spoji, vrijedi provjeriti strujni krug iz kondenzatora. Ako je otpor na kontaktima prenizak, tada je primopredajnik potrebno zamijeniti kapacitivnim analogom. Mnogi stručnjaci ukazuju na mogućnost korištenja valnih filtera koji imaju dobru provodljivost. Regulatori za ove svrhe koriste se na triodi.

Programabilni modeli

Elektronsko programabilno opterećenje je prilično jednostavno za sastavljanje. U tu svrhu koristi se ekspanzioni primopredajnik od 230 V. Za prijenos signala koriste se tri kontaktora koji se protežu od tranzistora. Regulatori se koriste za kontrolu procesa konverzije. Najčešće se koriste linearni analozi. Trioda se koristi sa izolatorom. U ovom slučaju, trebat će vam lampa. Otpornik je direktno fiksiran na primopredajniku.

Konvencionalni komparatori, koji imaju nizak koeficijent disipacije, definitivno nisu prikladni za model. Također je vrijedno napomenuti da mnogi ljudi griješe instalirajući jedan filter. Za normalan rad Priora koriste se samo kapacitivni analogi. Nazivni izlazni napon treba da bude približno 200 V sa otporom od 40 oma. Ako sastavljate uređaje pomoću ekspandera s jednim spojem, tada linearni modeli nisu prikladni.

Prije svega, uređaj neće raditi zbog velikog preopterećenja tiristora. Također je vrijedno napomenuti da će model zahtijevati horizontalni modulator niske osjetljivosti. Neki stručnjaci koriste stabilizatore tokom montaže. Ako razmatramo jednostavnu modifikaciju, onda će nam odgovarati podesivi tip. Međutim, najčešće se koriste invertirajući elementi.

Laboratorijske modifikacije

Sastavljanje laboratorijskog elektronskog opterećenja vlastitim rukama sa snažnim tiristorom. Otpornici se koriste sa kapacitetom od 40 pF ili više. Stručnjaci kažu da se kondenzatori mogu koristiti samo ekspanzionog tipa. Prilikom sastavljanja, posebnu pažnju treba obratiti na modulator. Ako koristite žičani analog, tada će opterećenje zahtijevati tri filtera. Jednostavno elektronsko opterećenje ima fazni modulator sa vodljivošću od 30 μm. Otpor je približno 55 oma. Također je vrijedno napomenuti da se opterećenja često naslagaju na komutirani primopredajnik. Glavna karakteristika takvih uređaja je visoka pulsacija. U ovom slučaju, provodljivost je osigurana na oko 30 mikrona.

Tranzistorski uređaj sa efektom polja

Elektronsko opterećenje na tranzistoru sa efektom polja vrši se samo na bazi komparatora, a tiristor se koristi podesivog tipa. Prilikom sastavljanja, prije svega, trebate odabrati kondenzatorsku jedinicu, koja igra ulogu generatora impulsa. Za modifikaciju će biti potrebna ukupno tri filtera. Otpornik je ugrađen iza ploča. Stručnjaci kažu da elektronsko opterećenje na tranzistoru sa efektom polja proizvodi otpor od 40 Ohma.

Ako se provodljivost značajno poveća, tada se instalira kapacitivni kondenzator. Preporučljivo je koristiti sam primopredajnik sa dva kontakta. Relej se standardno ugrađuje sa regulatorom. Nazivni napon za opterećenja ovog tipa nije veći od 400 W. Stručnjaci kažu da ploču treba fiksirati iza otpornika. Ako uzmemo u obzir visokofrekventni model za napajanje od 300 V, tada će biti potreban modulator talasnog tipa. U ovom slučaju se iza tiristora postavlja tetroda.

Model sa kontinuirano podesivom strujom

Elektronsko kolo opterećenja sa kontinuirano podesivom strujom uključuje jedan tiristor. Kondenzatori za model će zahtijevati ekspanzioni tip sa niskom provodljivošću. Također je vrijedno napomenuti da je jedno pojačalo postavljeno u opterećenje. Najčešće se koriste talasni analozi koji imaju fazni adapter. Sam regulator je ugrađen iza modulatora, a nazivni napon bi trebao biti oko 300 W.

Jednostavno elektronsko opterećenje sa kontinuirano promjenjivom strujom ima dva kontaktora za povezivanje. Tiristori se ponekad mogu koristiti na pločama. Komparatori u uređajima se ugrađuju sa ili bez stabilizatora. U ovom slučaju mnogo ovisi o radnoj frekvenciji. Ako ovaj parametar prelazi 300 kHz, onda je bolje ne instalirati stabilizator. Inače će se koeficijent disperzije značajno povećati.

Uređaj baziran na TL494

Elektronsko opterećenje bazirano na TL494 prilično je lako sastaviti. Otpornici za modifikacije se biraju kao tip linije. Po pravilu imaju veliki kapacitet. I oni su sposobni da rade u DC mreži. Prilikom sastavljanja modela, tiristor se koristi na dvije ploče. Elektronsko impulsno opterećenje bazirano na TL494 radi sa faznim ili impulsnim ekspanderom.

Prva opcija je najčešća. Nazivni napon opterećenja počinje od 220 W. Filteri su punog tipa, a provodljivost nije veća od 4 mikrona. Prilikom ugradnje regulatora, važno je procijeniti izlaznu impedanciju. Ako ovaj parametar nije konstantan, tada se za model koristi pojačalo. Kontaktori se ugrađuju sa ili bez adaptera. Izlazni napon u kolu je približno 300 W za opterećenja. Kada uključite uređaje, struja se često povećava. To se događa zbog zagrijavanja modulatora. Korisnik može izbjeći ovaj problem smanjenjem osjetljivosti.

100 W modeli

Elektronsko opterećenje (kolo prikazano ispod) od 100 W uključuje korištenje dvokanalnih tiristora. Tranzistor u modelima se često koristi na bazi proširenja. Njegova provodljivost je oko 5 mikrona. Također je vrijedno napomenuti da postoje opterećenja na releju. Najprikladniji su za snažna napajanja. Za samomontažu se dodatno koriste komparatori valova. Domaći uređaji proizvode napon ne veći od 300 V, a radna frekvencija počinje od 120 kHz.

Uređaji od 200 W

Elektronsko opterećenje od 200 W uključuje dva para tiristora koji su spojeni u paru. Mnogi modeli koriste žičane niskofrekventne komparatore. Također je vrijedno napomenuti da će vam za sastavljanje modifikacije trebati modulator. Pojačala se koriste za ubrzavanje procesa generiranja signala. Ovi elementi mogu raditi samo od žičanih filtera.

Primopredajnik treba biti instaliran iza poklopca. U ovom slučaju napon opterećenja je približno 400 V. Stručnjaci kažu da uređaji bazirani na provodnim primopredajnicima ne rade dobro. Imaju nisku provodljivost i imaju problema sa pregrijavanjem. Ako se uoče skokovi napona, vrijedi promijeniti komparator. Drugi problem može biti sa otpornikom.

Kako napraviti uređaj od 300 W?

Elektronsko opterećenje od 300 W uključuje upotrebu dva fazna tiristora. Nazivni napon uređaja je približno 230 W. Indikator preopterećenja u ovom slučaju ovisi o vodljivosti komparatora. Kada sami sastavljate ovaj uređaj, trebat će vam modulator kanalnog tipa. Za ugradnju elementa koristi se plamenik.

Regulatori se često koriste s adapterom. Relej je instaliran kao niskoimpedansni tip. Koeficijent disperzije domaće modifikacije je približno 80%. Također je vrijedno napomenuti da su korišteni kontaktori niske osjetljivosti. Kako provjeriti opterećenje prije uključivanja? To se može učiniti pomoću testera. Izlazni napon kućnih uređaja obično je 50 oma. Ako uzmemo u obzir modele s jednim komparatorom, onda ovaj parametar može biti podcijenjen.

Modeli za jedinice od 10 A

Elektronsko opterećenje za napajanje od 10 A prikuplja se pomoću ekspanzijskog tiristora. Tranzistori se često koriste na 5 pF, koji imaju nisku vodljivost. Također je vrijedno napomenuti da stručnjaci ne preporučuju korištenje linearnih analoga. Imaju nisku osjetljivost. Oni značajno povećavaju koeficijent disipacije. Kontaktori se koriste za spajanje na blok. Modulatori se često koriste sa adapterima.

Ako uzmemo u obzir krug na kondenzatorskom bloku, tada je njihova frekvencija u prosjeku 400 kHz. U tom slučaju, osjetljivost se može promijeniti. Kontaktori su često fiksirani iza modulatora. Stabilizatore treba koristiti na dvije ploče. Također je vrijedno napomenuti da će vam za sastavljanje modifikacije trebati polni otpornik. Uvelike pomaže u povećanju brzine generiranja impulsa.

Uređaji za jedinice od 15 A

Najčešća opterećenja su za jedinice od 15 A. Koriste otvorene otpornike. U ovom slučaju se koriste primopredajnici s različitim polaritetima. Osim toga, razlikuju se po osjetljivosti. U prosjeku, napon uređaja je 320 V. Modeli se razlikuju u provodljivosti. U svrhu samomontaže, na regulatorima se koriste komparatori. Prije ugradnje, pričvršćeni su stabilizatori.

Stručnjaci kažu da se ekspanderi mogu ugraditi samo kroz oblogu. Provodljivost na ulazu ne smije biti veća od 6 mikrona. Prilikom ugradnje regulatora, komparator se temeljno čisti. Ako sastavite jednostavan model, tada se modulator može koristiti inverterskog tipa. Ovo će značajno povećati koeficijent disperzije. Granični napon je u prosjeku 200 V. Dozvoljeni parametar snage nije veći od 240 W. Također je vrijedno napomenuti da se za opterećenje koriste različite vrste filtera. U ovom slučaju mnogo zavisi od provodljivosti komparatora.

Šema uređaja za jedinice od 20 A

Elektronsko opterećenje (kolo prikazano ispod) za jedinice od 20 A zasniva se na binarnim otpornicima. Održavaju stabilno visoku provodljivost. Osetljivost je približno 6 mV. Neke modifikacije odlikuju se visokim parametrom preopterećenja. Releji u modelima se koriste na valnim tranzistorima. Komparatori se koriste za rješavanje problema konverzije. Ekspanderi se često nalaze u faznom tipu. I mogu imati nekoliko adaptera. Ako je potrebno, uređaj se može sastaviti samostalno. Za to se koristi kondenzatorska jedinica.

Nazivni napon kućnih opterećenja kreće se od 300 W, a prosječna frekvencija je 400 kHz. Stručnjaci ne preporučuju korištenje prolaznih komparatora. Regulatori se koriste sa pločama. Za ugradnju komparatora trebat će vam izolator. Ako uzmemo u obzir opterećenja na dva tiristora, tada se tamo koriste filteri. U prosjeku, kapacitivnost modula je 3 pF. Stopa disperzije za domaće modele počinje od 50%. Prilikom sastavljanja uređaja posebnu pažnju treba obratiti na adapter za spajanje na napajanje. Kontaktori su polnog tipa. Moraju izdržati velika preopterećenja i ne pregrijati se.

AMETEK uređaji

Opterećenja ove marke razlikuju se po niskoj vodljivosti. Odlični su za napajanje od 15 A. Među modelima ove kompanije ima mnogo impulsnih modifikacija. Njihovo specifično preopterećenje nije veliko, ali pružaju visoku brzinu generiranja impulsa. Stručnjaci prvenstveno ističu dobru zaštitu elemenata. Koriste nekoliko filtera. Oni se nose sa faznim smetnjama koje iskrivljuju signale.

Ako uzmemo u obzir visokofrekventne modele, oni imaju nekoliko tiristora. Također je vrijedno napomenuti da su na tržištu dostupne modifikacije zasnovane na žičanim komparatorima. Na osnovu uobičajenog opterećenja ove marke, možete sastaviti odličan uređaj za različita napajanja. Modeli imaju odlične stabilizatore i vrlo osjetljive tranzistore.

Karakteristike uređaja serije Sorensen

Standardno elektronsko opterećenje ove serije uključuje tiristor i linearni komparator. Mnogi modeli se proizvode sa polnim filterima koji mogu raditi na visokim frekvencijama. Također je vrijedno napomenuti da su laboratorijske modifikacije dostupne na tržištu. Imaju prilično nizak koeficijent disipacije. Modeli koji se često koriste su preklopnog tipa. Prosječni indikator preopterećenja je 20 A. Sistemi zaštite se koriste u različitim klasama. Na policama prodavnica nalaze se impulsni modeli. Pogodni su za testiranje računarskih napajanja. Ekspanderi u uređajima se koriste sa poklopcima.

Modeli serije ITECH

Opterećenja ove serije odlikuju se visokom vodljivošću. Imaju dobro obezbeđenje. U ovom slučaju koristi se nekoliko primopredajnika. Elektronsko opterećenje za napajanje radi na prosječnoj frekvenciji od 200 kHz. Preopterećenje u ovom slučaju je 4 A. Pojačala u uređajima se koriste sa kontaktnim adapterima. Tiristori se koriste faznog ili kodnog tipa. Među modelima u ovoj seriji postoje programabilne modifikacije. Pogodni su za testiranje računarskih napajanja. Primopredajnici se mogu naći sa ili bez ekspandera.

Opterećenja zasnovana na IRGS4062DPBF

Izrada elektroničkog opterećenja vlastitim rukama na temelju ovog tranzistora prilično je jednostavna. Standardno kolo modela uključuje dvije kondenzatorske jedinice i jedan ekspander. Vrijedi odmah napomenuti da su modeli ove klase prikladni za napajanje od 10 A. Parametar napona za opterećenja je 200 W. Filteri za uređaje se biraju na niskim frekvencijama. Sposobni su da rade pod velikim opterećenjima.

Prije svega, tijekom montaže, ugrađuje se tiristor, a može se koristiti komparator različitih tipova. Tranzistor se instalira direktno pomoću lemilice. Ako njegova vodljivost prelazi 5 mikrona, tada je vrijedno instalirati dipolni filter na početku kruga. Stručnjaci kažu da se elektroničko opterećenje na tranzistoru IRGS4062DPBF može obaviti prijelaznim komparatorima. Međutim, oni imaju visok koeficijent disperzije.

Također je vrijedno napomenuti da su modeli ove serije prikladni samo za DC kola. Dozvoljeni parametar preopterećenja uređaja je 5 A. Ako uzmemo u obzir uređaje bazirane na komparatorima impulsa, oni imaju puno prednosti. Prva stvar koja vam upada u oči je visoka frekvencija. U ovom slučaju, otpor uređaja je prikazan na 50 Ohma.

Nemaju problema sa provodljivošću i naglim naponima. Stabilizatori se mogu koristiti u različitim tipovima. Međutim, oni moraju raditi na DC kolu. Na tržištu su dostupne i modifikacije bez kondenzatora. Njihov koeficijent disperzije je oko 55%. Za uređaje ove klase to je vrlo malo.

Uređaji bazirani na KTC8550

Opterećenja zasnovana na tranzistorskim podacima su visoko cijenjena među profesionalcima. Modeli su odlični za testiranje jedinica male snage. Dozvoljeni indikator preopterećenja je obično 5 A. Modeli mogu koristiti različite sisteme zaštite. Prilikom sastavljanja modifikacije dopuštena je upotreba binarnih modulatora s vodljivošću od 4 μm. Dakle, uređaji će emitovati višu frekvenciju na 300 kHz.

Ako govorimo o nedostacima, vrijedi napomenuti da modifikacije ne mogu raditi s napajanjima od 10 A. Prije svega, problemi nastaju s pulsnim udarima. Pregrijavanje kondenzatora će se također osjetiti. Da bi se riješio ovaj problem, na terete se ugrađuju ekspanderi. Triode se obično koriste s dvije ploče i izolatorom.

fb.ru

Opterećenje regulirano snagom dio je ispitne opreme potrebne za postavljanje različitih elektronskih projekata. Na primjer, kada se gradi laboratorijsko napajanje, može "simulirati" spojeni ponor struje da vidi koliko dobro vaš krug radi ne samo u praznom hodu, već i pod opterećenjem. Dodavanje otpornika snage za izlaz može se obaviti samo u krajnjoj nuždi, ali ih nemaju svi i ne mogu dugo trajati - jako se zagriju. Ovaj članak će pokazati kako se može napraviti varijabilna elektronička banka opterećenja koristeći jeftine komponente dostupne hobistima.

Elektronski krug opterećenja koji koristi tranzistore

U ovom dizajnu maksimalna struja bi trebala biti približno 7 ampera i ograničena je otpornikom od 5W koji je korišten i relativno slabim FET-om. Čak i veće struje opterećenja mogu se postići korištenjem otpornika od 10 ili 20 W. Ulazni napon ne bi trebao prelaziti 60 volti (maksimalno za ove tranzistore sa efektom polja). Osnova je op-amp LM324 i 4 tranzistora sa efektom polja.

Za zaštitu i kontrolu ventilatora za hlađenje koriste se dva "rezervna" operativna pojačala čipa LM324. U2C čini jednostavan komparator između napona postavljenog pomoću termistora i djelitelja napona R5, R6. Histereza se kontrolira pozitivnom povratnom spregom koju prima R4. Termistor je postavljen u direktan kontakt sa tranzistorima na rashladnim elementima i njegov otpor se smanjuje kako temperatura raste. Kada temperatura pređe postavljeni prag, izlaz U2C će biti visok. Možete zamijeniti R5 i R6 s podesivom varijablom i ručno odabrati prag odziva. Prilikom postavljanja, uvjerite se da se zaštita aktivira kada je temperatura MOSFET tranzistora nešto ispod maksimalno dozvoljene navedene u podatkovnoj tablici. LED D2 signalizira kada je aktivirana funkcija zaštite od preopterećenja - instalirana je na prednjoj ploči.

Element operacionog pojačala U2B takođe ima histerezu komparator napona i koristi se za kontrolu 12V ventilatora (može se koristiti na starijim računarima). 1N4001 dioda štiti MOSFET BS170 od induktivnih napona. Donji temperaturni prag za aktiviranje ventilatora kontroliše otpornik RV2.

Sastavljanje uređaja

Za kućište je korišćena stara aluminijumska razvodna kutija, sa dosta unutrašnjeg prostora za komponente. U elektronskom opterećenju koristio sam stare AC/DC adaptere za napajanje 12 V za glavni krug i 9 V za instrument tablu - ima digitalni ampermetar da odmah vidi potrošnju struje. Već možete sami izračunati snagu koristeći dobro poznatu formulu.

Evo fotografije probne postavke. Laboratorijsko napajanje je podešeno na 5 V. Opterećenje pokazuje 0,49 A. Na opterećenje je priključen i multimetar, tako da se struja opterećenja i napon prate istovremeno. Možete se uvjeriti da cijeli modul radi nesmetano.

el-shema.ru

Embedder stranica » Aktivno opterećenje

Svaki elektronski uređaj ima jedinicu za napajanje (PSU) u ovom ili onom obliku. Naravno, niko neće raditi besplatno. Prije spajanja na kolo, bilo bi lijepo vidjeti kako napajanje radi pod različitim opterećenjima.

Osobno, nisam inspiriran traženjem skupa otpora različitih veličina i zatim testiranjem napajanja sa svakim od njih, mnogo je zgodnije napraviti "opterećenje" koje se može glatko podesiti.

šta si hteo?

Dakle, šta sam želeo da dobijem kao rezultat?

    Potrošnja struje 0-5A (dovoljno skoro svuda)

    Potrošnja energije – do 100W (dovoljno za gotovo svako napajanje)

    Maksimalni napon - 200V

    Indikacija struje

Okvir

Izvukao sam karoseriju (kao i skoro sve ostale delove) iz starih zaliha. Da, kupio sam samo indikator i M2.5 zavrtnje za njega, ostalo sam već imao.

Kućište je od nekog starog LPT port prekidača iz davnih vremena, crijeva su izvučena i bačena u smeće.

Bilo je apsolutno epsko izrezati rupe za indikator i ventilator, jer je kućište napravljeno od nemilosrdno debelog čelika.

Rezao sam čelik Dremel-om i evo šta mogu reći:

    Domaće rezne ploče za Dremel od bugarskih apsolutno vladaju.

    Trebate rezati debeli metal sa diskom postavljenim pod uglom od 45 stepeni u odnosu na ravan metala, tada će rez biti ravnomeran.

Izrezao sam tako ogromnu rupu, a nisam samo izbušio desetak malih rupa, jer visina kućišta nije bila dovoljna za energetski tranzistor.

Fotografija pokazuje kako je ispalo. S obzirom da je ovo ručno rađeno, ispalo je prilično dobro.

Elektronika

Elektronika za aktivno opterećenje je jednostavna kao čizme. Dijagram možete pogledati ovdje:

Tu za vas neće biti ništa suštinski novo.

Osnovni momenti:

    Ono što me iznenadilo je da postoje vrlo specifični listovi podataka za ljubitelje kompjutera. Na dijagramu, FanPower noga uključuje ventilator. Istovremeno, počinje da se okreće minimalnom brzinom. Teoretski, možete staviti PWM na nogu FanSpeed ​​i glatko kontrolirati ventilator. Ali ja ga samo uključim ili isključim. Biće tri stepena: isključeno, mala brzina, velika brzina.

    Podešavanje struje je sastavljeno kao razdjelnik na otpornicima R5, R18 i otpornicima R20 i R21 (u sivom kvadratu).

    Prekidač struje je prilično egzotičan (zaglavio se kada je ploča već bila spremna) - kada je pin DisableCurrent u ulaznom modu na mikrokontroleru, op-amp U6B normalno kontrolira struju tranzistora snage. Kada kontroler želi da isključi struju, pomera ovaj pin u visoko stanje. Op-pojačalo poludi od nečega što se čini kao ogromna struja kroz tranzistor snage i brzo ga zatvara.

    Koristio sam BYV32E-200 kao zaštitnu diodu (protiv obrnutog polariteta). Prilično zanimljiva dioda - fizički je obična pn dioda, ali njen pad više liči na Schottky diodu.

Softver

Softver je moj pokušaj da se poigram sa C++ na mikrokontrolerima. S jedne strane, ispalo je zanimljivo, s druge strane, ima dosta mjesta u profesionalcima gdje me jednostavno razbjesne. Firmware za AVR pod IAR. Ispalo je, kao i uvijek pri pokušaju poigravanja, malo krivo.

U svakom slučaju, prednosti mikrokontrolera su tema posebnog članka.

Fajlovi

Ovdje možete preuzeti svu dokumentaciju (hex i tamo):

Http://hg.bsvi.ru/active-load

Šta se desilo

Ova letjelica ima prilično pristojnu težinu i izaziva osjećaj dobro napravljenog uređaja. Rasipa sto vati, iako se prilično zagreva (i niko nije rekao da će to biti lako).

Neki parametri nisu ispali onako kako sam želio, ali sam previše lijen da ih ponavljam, pogotovo što mi nisu previše kritični. Na primjer, vrijeme uključivanja je 80µS. Ovo nije baš delta impuls, a povratne informacije neće moći pokazati proces tranzicije u punom sjaju. S druge strane, ovo će pomoći da se identifikuju direktne greške u operativnom sistemu.

Video emisija sa demonstracijom

Da, da, i sam znam da je kvalitet užasan i vrijeme je da kupim novu kameru. Trenutno je aktivno regrutujem. Ne znam šta da radim sa svojom urođenom inhibicijom, ali nadam se da ću se popraviti))

bsvi.ru

Elektronsko opterećenje. - Napajanja - Napajanja

Nikolay Sergeev

Svrha

Ovaj uređaj je dizajniran i koristi se za testiranje DC napajanja napona do 150V. Uređaj vam omogućava punjenje izvora napajanja sa strujom do 20A, sa maksimalnom disipacijom snage do 600 W.

Opšti opis šeme

Slika 1 – Šematski dijagram elektronskog opterećenja.

Dijagram prikazan na slici 1 omogućava vam da glatko regulišete opterećenje izvora napajanja koji se testira. Tranzistori sa efektom polja snage T1-T6 povezani paralelno se koriste kao ekvivalentni otpor opterećenja. Za precizno postavljanje i stabilizaciju struje opterećenja, krug koristi precizno operaciono pojačalo op-amp1 kao komparator. Referentni napon iz razdjelnika R16, R17, R21, R22 se dovodi na neinvertirajući ulaz op-amp1, a napon za usporedbu sa strujnog mjernog otpornika R1 se dovodi na invertirajući ulaz. Pojačana greška na izlazu op-amp1 utiče na kapije tranzistora sa efektom polja, čime se stabilizuje specificirana struja. Promjenjivi otpornici R17 i R22 nalaze se na prednjoj ploči uređaja s graduiranom skalom. R17 postavlja struju opterećenja u rasponu od 0 do 20A, R22 u rasponu od 0 do 570 mA.

Mjerni dio kola je baziran na ICL7107 ADC sa LED digitalnim indikatorima. Referentni napon za čip je 1V. Za usklađivanje izlaznog napona senzora za mjerenje struje sa ulazom ADC-a, koristi se neinvertujuće pojačalo s podesivim pojačanjem od 10-12, sastavljeno na preciznom operacionom pojačalu OU2. Otpornik R1 se koristi kao strujni senzor, kao u stabilizacionom kolu. Displej prikazuje ili struju opterećenja ili napon izvora napajanja koji se testira. Prebacivanje između režima se dešava pomoću dugmeta S1.

Predloženo kolo implementira tri vrste zaštite: prekostrujnu zaštitu, termičku zaštitu i zaštitu od obrnutog polariteta.

Maksimalna strujna zaštita pruža mogućnost podešavanja struje prekida. MTZ kolo se sastoji od komparatora na OU3 i prekidača koji prebacuje strujni krug. Tranzistor sa efektom polja T7 sa niskim otporom otvorenog kanala koristi se kao ključ. Referentni napon (ekvivalent struji prekida) se dovodi iz razdjelnika R24-R26 na invertirajući ulaz op-amp3. Varijabilni otpornik R26 nalazi se na prednjoj ploči uređaja sa graduiranom skalom. Trimer otpornik R25 postavlja minimalnu radnu struju zaštite. Uporedni signal dolazi sa izlaza mjernog op-amp2 na neinvertirajući ulaz op-amp3. Ako struja opterećenja premašuje navedenu vrijednost, na izlazu op-amp3 pojavljuje se napon blizu napona napajanja, čime se uključuje MOC3023 dinistorski relej, koji zauzvrat uključuje tranzistor T7 i napaja LED1, koji signalizira rad trenutne zaštite. Resetovanje se dešava nakon potpunog isključivanja uređaja iz mreže i ponovnog uključivanja.

Termička zaštita je izvedena na komparatoru OU4, senzoru temperature RK1 i izvršnom releju RES55A. Kao senzor temperature koristi se termistor sa negativnim TCR-om. Prag odziva se postavlja trim otpornikom R33. Trimer otpornik R38 postavlja vrijednost histereze. Senzor temperature se postavlja na aluminijsku ploču koja je osnova za montažu radijatora (slika 2). Ako temperatura radijatora pređe navedenu vrijednost, relej RES55A svojim kontaktima zatvara neinvertirajući ulaz OU1 na masu, kao rezultat toga, tranzistori T1-T6 se isključuju i struja opterećenja teži nuli, dok LED2 signalizira da se termička zaštita aktivirala. Nakon što se uređaj ohladi, struja opterećenja se nastavlja.

Zaštita od promjene polariteta je napravljena pomoću dvostruke Schottky diode D1.

Kolo se napaja iz zasebnog mrežnog transformatora TP1. Operativna pojačala OU1, OU2 i ADC čip povezani su iz bipolarnog napajanja sastavljenog pomoću stabilizatora L7810, L7805 i pretvarača ICL7660.

Za prisilno hlađenje radijatora koristi se ventilator od 220V u kontinuiranom načinu rada (nije prikazan na dijagramu), koji se preko zajedničkog prekidača i osigurača povezuje direktno na mrežu od 220V.

Postavljanje šeme

Kolo je konfigurisano sledećim redosledom: Referentni miliampermetar je povezan na ulaz elektronskog opterećenja u seriji sa napajanjem koje se testira, na primer multimetar u režimu merenja struje sa minimalnim opsegom (mA) i referentni voltmetar je povezan paralelno. Ručice varijabilnih otpornika R17, R22 su uvrnute u krajnji lijevi položaj koji odgovara struji nultog opterećenja. Uređaj se napaja. Zatim, otpornik za podešavanje R12 postavlja prednapon napona op-amp1 tako da očitanja referentnog miliampermetra postanu nula.

Sljedeći korak je konfiguracija mjernog dijela uređaja (indikacije). Taster S1 se pomera na trenutni položaj merenja, a tačka na displeju treba da se pomeri na poziciju stotinke. Koristeći rezistor R18, potrebno je osigurati da svi segmenti indikatora, osim krajnjeg lijevog (treba biti neaktivan), prikazuju nule. Nakon toga, referentni miliampermetar prelazi u režim maksimalnog mjernog opsega (A). Zatim regulatori na prednjoj ploči uređaja postavljaju struju opterećenja, a pomoću reznog otpornika R15 postižemo ista očitanja kao i referentni ampermetar. Nakon kalibracije trenutnog mjernog kanala, tipka S1 se prebacuje u položaj indikacije napona, tačka na displeju treba da se pomeri na poziciju desetine. Zatim, koristeći rezistor R28, postižemo ista očitanja kao referentni voltmetar.

Podešavanje MTZ-a nije potrebno ako su ispunjeni svi rejtingi.

Termička zaštita se podešava eksperimentalno, radna temperatura energetskih tranzistora ne bi trebala prelaziti regulirani raspon. Također, grijanje pojedinačnog tranzistora možda neće biti isto. Prag odziva se prilagođava rezistorom R33 kako se temperatura najtoplijeg tranzistora približava maksimalnoj dokumentovanoj vrijednosti.

Element baza

MOSFET N-kanalni tranzistori sa drain-source naponom od najmanje 150V, snagom disipacije od najmanje 150W i strujom odvoda od najmanje 5A mogu se koristiti kao tranzistori snage T1-T6 (IRFP450). Tranzistor sa efektom polja T7 (IRFP90N20D) radi u prekidačkom režimu i bira se na osnovu minimalne vrednosti otpora kanala u otvorenom stanju, pri čemu napon drejn-izvor mora biti najmanje 150V, a stalna struja tranzistora mora biti najmanje 20A. Bilo koja slična operaciona pojačala sa bipolarnim napajanjem od 15V i mogućnošću regulacije prednapona mogu se koristiti kao precizna operaciona pojačala op-amp 1.2 (OP177G). Prilično uobičajeno mikrokolo LM358 koristi se kao operaciona pojačala za op-amp 3.4.

Kondenzatori C2, C3, C8, C9 su elektrolitski, C2 je odabran za napon od najmanje 200V i kapacitet od 4,7µF. Kondenzatori C1, C4-C7 su keramički ili filmski. Kondenzatori C10-C17, kao i otpornici R30, R34, R35, R39-R41, su površinski montirani i postavljeni na posebnu indikatorsku ploču.

Trimer otpornici R12, R15, R18, R25, R28, R33, R38 su višeokretni od BOURNS-a, tip 3296. Varijabilni otpornici R17, R22 i R26 su domaći jednookretni, tip SP2-2, SP4-1. Kao strujni mjerni otpornik R1 korišten je šant zalemljen od neradnog multimetra otpora od 0,01 Ohm i predviđen za struju od 20 A. Fiksni otpornici R2-R11, R13, R14, R16, R19-R21, R23, R24, R27, R29, R31, R32, R36, R37 tip MLT-0,25, R42 – MLT-0,125.

Uvezeni analogno-digitalni pretvarač čip ICL7107 može se zamijeniti domaćim analognim KR572PV2. Umjesto BS-A51DRD LED indikatora, mogu se koristiti bilo koji pojedinačni ili dvostruki sedmosegmentni indikatori sa zajedničkom anodom bez dinamičke kontrole.

Krug termičke zaštite koristi domaći niskostrujni reed relej RES55A(0102) sa jednim preklopnim kontaktom. Relej je odabran uzimajući u obzir radni napon od 5V i otpor zavojnice od 390 Ohma.

Za napajanje strujnog kruga može se koristiti mali transformator od 220V snage 5-10W i napon sekundarnog namota od 12V. Gotovo svaki diodni most sa strujom opterećenja od najmanje 0,1A i naponom od najmanje 24V može se koristiti kao ispravljački diodni most D2. L7805 čip stabilizatora struje instaliran je na malom radijatoru, približna disipacija snage čipa je 0,7 W.

Karakteristike dizajna

Osnova kućišta (slika 2) je izrađena od aluminijumskog lima debljine 3mm i ugaonika 25mm. 6 aluminijumskih radijatora, koji su se ranije koristili za hlađenje tiristora, pričvršćeno je na bazu. Za poboljšanje toplinske provodljivosti koristi se termalna pasta Alsil-3.

Slika 2 – Baza.

Ukupna površina ovako sastavljenog radijatora (slika 3) iznosi oko 4000 cm2. Približna procjena rasipanja snage uzima se brzinom od 10 cm2 po 1 W. Uzimajući u obzir upotrebu prinudnog hlađenja pomoću 120 mm ventilatora kapaciteta 1,7 m3/sat, uređaj je sposoban kontinuirano disipirati do 600 W.

Slika 3 – Sklop radijatora.

Snažni tranzistori T1-T6 i dvostruka Šotkijeva dioda D1, čija je osnova obična katoda, pričvršćeni su direktno na radijatore bez izolacijske brtve pomoću termalne paste. Strujni zaštitni tranzistor T7 je pričvršćen na hladnjak kroz toplotno provodljivu dielektričnu podlogu (slika 4).

Slika 4 – Pričvršćivanje tranzistora na radijator.

Instalacija energetskog dijela strujnog kruga je izvedena žicom otpornom na toplinu RKGM, preklapanje niskostrujnih i signalnih dijelova izvedeno je običnom žicom u PVC izolaciji pomoću toplotno otporne pletenice i termoskupljajuće cijevi. Štampane ploče se proizvode LUT metodom na folijskoj PCB-u debljine 1,5 mm. Raspored unutar uređaja prikazan je na slikama 5-8.

Slika 5 – Opšti izgled.

Slika 6 – Glavna štampana ploča, montaža transformatora na poleđini.

Slika 7 – Montažni izgled bez kućišta.

Slika 8 – Pogled odozgo na sklop bez kućišta.

Osnova prednjeg panela je izrađena od elektro lima getinax debljine 6mm, glodanog za montažu varijabilnih otpornika i zatamnjenog indikatorskog stakla (slika 9).

Slika 9 – Baza prednje ploče.

Dekorativni izgled (slika 10) izrađen je pomoću aluminijskog ugla, ventilacijske rešetke od nehrđajućeg čelika, pleksiglasa, papirne podloge s natpisima i graduiranim skalama sastavljenim u programu FrontDesigner3.0. Kućište uređaja je izrađeno od nerđajućeg čelika debljine milimetara.

Slika 10 – Izgled gotovog uređaja.

Slika 11 – Dijagram povezivanja.

Štampane ploče su dizajnirane u formatu Sprint-Layout 6.0 i dostupne su u arhivi, au arhivi se nalazi i fajl prednjeg panela u FrontDesigner_3.0 formatu.

Arhiva za članak

Ako imate bilo kakvih pitanja o dizajnu elektronskog opterećenja, postavite ih OVDJE na forumu, pokušat ću pomoći i odgovoriti.

Novokuznjeck 2014.

vprl.ru

Ekvivalentno opterećenje sa digitalnim displejom

Objavio admin | Datum 29.06.2014

Ovo je bio naslov članka I. Nechaeva, Kursk, objavljenog u časopisu Radio br. 1 za 2005. godinu, stranica 35, koji opisuje sklop uređaja koji je ekvivalentan snažnom aktivnom opterećenju.

Za početak, svakako pročitajte ovaj članak. Ovo je obični stabilizator struje, napravljen pomoću operativnog pojačala i snažnog tranzistora s efektom polja. O takvim uređajima možete pročitati i u knjizi "Elektronska kola na operacionim pojačalima" V.I. Ščerbakov G.I. Grezdov Kijev “Tehnologija” 1983. str.131. Radi lakšeg korištenja ovog opterećenja, želio bih predložiti da dopunite krug digitalnim voltmetrom i ampermetrom.
To će vam omogućiti da pratite parametre izvora napajanja koji se testira i, što je još važnije, nadgledate snagu koju oslobađa moćni tranzistor kako biste spriječili njegov kvar. Kolo opterećenja sa digitalnom indikacijom prikazano je na slici 1. Osnovu jedinice digitalne indikacije čini mikrokontroler PIC16F873A. U ADC modu, rade dva izlaza kontrolera RA1 i RA0, konfigurirana kao analogni ulaz. Napon koji je pao na opterećenju se dovodi do RA1 preko razdjelnika R6 i R7. Koristeći trimer R7, podesite očitanja voltmetra pomoću kontrolnog digitalnog multimetra. Indikator desno na dijagramu pokazuje napon na opterećenju. Struja opterećenja se mjeri indirektno - mjerenjem pada napona pri prolasku kroz strujni senzor - otpornik R5. Sa njegovog gornjeg terminala napon se dovodi na ulaz RA0 kontrolera. Trenutna vrijednost je označena levim indikatorom. Možete koristiti bilo koje indikatore sa zajedničkom katodom. Kao mrežni transformator možete koristiti bilo koji transformator male snage sa naponom sekundarnog namota od oko 12 volti.

Oznaka senzora pokreta na dijagramu

  • Kako provjeriti mikrokolo pomoću multimetra

  • Električni dijagrami

  • AutoCAD jednolinijski dijagrami napajanja

  • Električna kola kako crtati

  • Svi inženjeri elektronike uključeni u projektovanje uređaja za napajanje prije ili kasnije se susreću s problemom nedostatka ekvivalenta opterećenja ili funkcionalnih ograničenja postojećih opterećenja, kao i njihovih dimenzija. Srećom, pojava jeftinih i moćnih tranzistora sa efektom polja na ruskom tržištu donekle je ispravila situaciju.

    Počeli su se pojavljivati ​​amaterski dizajni elektroničkih opterećenja zasnovanih na tranzistorima s efektom polja, prikladniji za korištenje kao elektronički otpor od njihovih bipolarnih kolega: bolja temperaturna stabilnost, gotovo nula otpor kanala u otvorenom stanju, niske kontrolne struje - glavne prednosti koje određuju prednost za njihovu upotrebu kao regulacione komponente u moćnim uređajima. Štoviše, pojavila se široka ponuda proizvođača uređaja, čiji su cjenici prepuni najrazličitijih modela elektroničkih opterećenja. No, budući da proizvođači svoje vrlo složene i multifunkcionalne proizvode zvane “elektronska opterećenja” uglavnom fokusiraju na proizvodnju, cijene ovih proizvoda su toliko visoke da samo vrlo bogata osoba može priuštiti kupovinu. Istina, nije sasvim jasno zašto imućnoj osobi treba elektroničko opterećenje.

    Nisam primijetio nijedan komercijalno proizveden EN namijenjen amaterskom inženjerskom sektoru. To znači da ćete opet morati sve sami. Eh... Počnimo.

    Prednosti elektronskog ekvivalenta opterećenja

    Zašto su, u principu, elektronski ekvivalenti opterećenja poželjniji od tradicionalnih sredstava (snažni otpornici, žarulje sa žarnom niti, termo grijači i drugi uređaji) koje dizajneri često koriste prilikom postavljanja različitih energetskih uređaja?

    Građani portala koji se bave projektovanjem i popravkom izvora napajanja nesumnjivo znaju odgovor na ovo pitanje. Lično vidim dva faktora koja su dovoljna da imate elektronsko opterećenje u vašoj „laboratoriji“: male dimenzije, mogućnost kontrole snage opterećenja u velikim granicama jednostavnim sredstvima (na isti način na koji regulišemo jačinu zvuka ili izlazni napon napajanje - običnim promjenjivim otpornikom, a ne snažnim kontaktima prekidača, reostatskim motorom itd.).

    Osim toga, "akcije" elektronskog opterećenja mogu se lako automatizirati, čineći tako lakšim i sofisticiranijim testiranje uređaja za napajanje pomoću elektronskog opterećenja. U isto vrijeme, naravno, inženjeru se oslobađaju oči i ruke, a rad postaje produktivniji. Ali užici svih mogućih zvona i zvižduka i savršenstva nisu u ovom članku, a možda i od nekog drugog autora. U međuvremenu, hajde da pričamo o samo još jednoj vrsti elektronskog opterećenja - pulsnom.


    Što se tiče otpornika R16. Kada kroz njega prođe struja od 10A, snaga koju troši otpornik bit će 5W (sa otporom prikazanim na dijagramu). U stvarnom dizajnu koristi se otpornik otpora od 0,1 Ohm (potrebna vrijednost nije pronađena), a snaga koja se raspršuje u njegovom tijelu pri istoj struji bit će 10 W. U ovom slučaju, temperatura otpornika je mnogo viša od temperature EN tipki, koje se (prilikom korištenja radijatora prikazanog na fotografiji) ne zagrijavaju mnogo. Stoga je bolje ugraditi temperaturni senzor na otpornik R16 (ili u neposrednoj blizini), a ne na radijator sa EN tipkama.

    Još nekoliko fotografija