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 vrijednosti otpora kanala u otvorenom stanju, pri čemu napon drejn-izvor mora biti najmanje 150V, a stalna struja tranzistora mora biti na 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.
Ovo jednostavno kolo elektronsko opterećenje može se koristiti za testiranje različitih vrsta napajanja. Sistem se ponaša kao otporno opterećenje koje se može regulisati.
Pomoću potenciometra možemo fiksirati bilo koje opterećenje od 10mA do 20A, a ova vrijednost će se održavati bez obzira na pad napona. Trenutna vrijednost se kontinuirano prikazuje na ugrađenom ampermetru - tako da nema potrebe za korištenjem multimetra treće strane u tu svrhu.
Podesivo elektronsko kolo opterećenja
Sklop je toliko jednostavan da ga skoro svako može sklopiti, a mislim da će biti nezamjenjiv u radionici svakog radio-amatera.
Operativno pojačalo LM358 osigurava da pad napona na R5 bude jednak vrijednosti napona postavljenoj pomoću potenciometara R1 i R2. R2 je za grubo podešavanje, a R1 za fino podešavanje.
Otpornik R5 i tranzistor VT3 (ako je potrebno, VT4) moraju biti odabrani u skladu s maksimalnom snagom kojom želimo napuniti naše napajanje.
Izbor tranzistora
U principu, bilo koji N-kanalni MOSFET tranzistor će odgovarati. Radni napon našeg elektronskog opterećenja ovisit će o njegovim karakteristikama. Parametri koji bi nas trebali zanimati su veliki I k (struja kolektora) i P tot (disipacija snage). Struja kolektora je maksimalna struja koju tranzistor može dopustiti kroz sebe, a disipacija snage je snaga koju tranzistor može raspršiti kao toplinu.
U našem slučaju, IRF3205 tranzistor teoretski može izdržati struju do 110A, ali njegova maksimalna disipacija snage je oko 200 W. Kao što je lako izračunati, možemo postaviti maksimalnu struju od 20A na naponu do 10V.
Kako bismo poboljšali ove parametre, u ovom slučaju koristimo dva tranzistora, koji će nam omogućiti da raspršimo 400 W. Osim toga, trebat će nam snažan radijator sa prisilnim hlađenjem ako zaista želimo maksimalno izgurati.
DIY setovi. Šeme na kojima su napravljene nisu kreirali Kinezi, pa čak ni sovjetski inženjeri. Svaki radio-amater će potvrditi da je tokom svakodnevnog istraživanja vrlo često potrebno učitati određena kola kako bi se identificirale izlazne karakteristike potonjih. Opterećenje može biti obična lampa, otpornik ili nihrom grijaći element.
Često se oni radio-amateri koji proučavaju energetsku elektroniku suočavaju s problemom pronalaženja pravog opterećenja. Prilikom provjere izlaznih karakteristika određenog izvora napajanja, bilo domaćeg ili industrijskog, potrebno je opterećenje i opterećenje koje se može podesiti. Najjednostavnije rješenje ovog problema je korištenje reostata za obuku kao tereta.
Ali pronalaženje moćnih reostata ovih dana je problematično, a osim toga, reostati također nisu gumeni, njihov otpor je ograničen. Postoji samo jedno rješenje za problem - elektronsko opterećenje. U elektronskom opterećenju sva snaga je dodijeljena energetskim elementima - tranzistorima. U stvari, elektronska opterećenja se mogu napraviti na bilo koju snagu, i mnogo su raznovrsnija od običnog reostata. Profesionalna laboratorijska elektronska opterećenja koštaju tonu novca.
Kinezi, kao i uvijek, nude analoge, a takvih je bezbroj. Jedna od opcija za takvo opterećenje od 150W košta samo 9-10 dolara, što nije mnogo za uređaj koji je vjerovatno usporediv po važnosti sa laboratorijskim napajanjem.
Općenito, autor ovog domaćeg proizvoda, AKA KASYAN, radije je napravio svoju verziju. Pronalaženje dijagrama uređaja nije bilo teško.
Ovo kolo koristi čip operativnog pojačala lm324, koji se sastoji od 4 odvojena elementa.
Ako pažljivo pogledate krug, odmah postaje jasno da se sastoji od 4 odvojena opterećenja koja su paralelno povezana, zbog čega je ukupna nosivost kruga višestruko veća.
Ovo je običan stabilizator struje baziran na tranzistorima s efektom polja, koji se lako može zamijeniti reverznim bipolarnim tranzistorima. Pogledajmo princip rada koristeći jedan od blokova kao primjer. Operativno pojačalo ima 2 ulaza: direktni i inverzni i 1 izlaz, koji u ovom kolu upravlja moćnim n-kanalnim tranzistorom sa efektom polja.
Kao senzor struje koristimo otpornik niskog otpora. Za rad opterećenja potrebno je niskostrujno napajanje od 12-15V, tačnije potrebno je za rad operacionog pojačala.
Op-pojačalo uvijek nastoji osigurati da razlika napona između njegovih ulaza bude nula, a to čini mijenjajući izlazni napon. Prilikom spajanja izvora napajanja na opterećenje, na strujnom senzoru će se formirati pad napona; što je struja u krugu veća, to je veći pad na senzoru.
Tako ćemo na ulazima operacionog pojačala primiti razliku napona, a operacijski pojačavač će ovu razliku pokušati kompenzirati promjenom izlaznog napona glatkim otvaranjem ili zatvaranjem tranzistora, što dovodi do smanjenja ili povećanja otpora. tranzistorskog kanala, a samim tim i struja koja teče u kolu će se promijeniti.
U krugu imamo referentni izvor napona i promjenjivi otpornik, rotacijom kojeg imamo mogućnost nasilno mijenjati napon na jednom od ulaza operacionog pojačala, a zatim dolazi do gore navedenog procesa, a kao rezultat, struja u kolu se mijenja.
Opterećenje radi u linearnom režimu. Za razliku od pulsnog načina rada, u kojem je tranzistor ili potpuno otvoren ili zatvoren, u našem slučaju možemo natjerati tranzistor da se otvori koliko nam je potrebno. Drugim riječima, glatko promijenite otpor svog kanala i, stoga, promijenite struju kruga doslovno od 1 mA. Važno je napomenuti da se vrijednost struje koju postavlja promjenjivi otpornik ne mijenja u zavisnosti od ulaznog napona, odnosno da se struja stabilizuje.
Na dijagramu imamo 4 takva bloka. Referentni napon se generiše iz istog izvora, što znači da će se sva 4 tranzistora ravnomjerno otvarati. Kao što ste primijetili, autor je koristio moćne terenske ključeve IRFP260N.
Ovo su vrlo dobri tranzistori snage 45A, 300W. U krugu imamo 4 takva tranzistora i, teoretski, takvo opterećenje bi trebalo raspršiti do 1200 W, ali nažalost. Naš krug radi u linearnom režimu. Bez obzira koliko je moćan tranzistor, u linearnom modu sve je drugačije. Rasipanje snage je ograničeno tijelom tranzistora, sva snaga se oslobađa u obliku topline na tranzistoru, a on mora imati vremena da tu toplinu prenese na radijator. Stoga, čak ni najhladniji tranzistor u linearnom modu nije tako kul. U ovom slučaju, maksimum koji tranzistor u kućištu TO247 može raspršiti je oko 75W snage, to je to.
Sredili smo teoriju, a sada idemo na praksu.
Štampana ploča razvijen je za samo par sati, ožičenje je dobro.
Gotova ploča mora biti kalajisana, strujni putevi ojačani jednožilnom bakrenom žicom, a sve treba obilno napuniti lemom kako bi se minimizirali gubici zbog otpora provodnika.
Na ploči su predviđena mjesta za ugradnju tranzistora, kako u kućište TO247 tako iu TO220.
Ako koristite potonje, morate imati na umu da je maksimum za koji je kućište TO220 sposobno skromnih 40W snage u linearnom načinu rada. Strujni senzori su otpornici od 5W niskog otpora, otpornosti od 0,1 do 0,22 Ohma.
Preporučljivo je instalirati operativna pojačala na utičnicu za montažu bez lemljenja. Da biste preciznije regulirali struje, vrijedi dodati još 1 promjenjivi otpornik niskog otpora u krug. Prvi će omogućiti grubo podešavanje, drugi glatkiji.
Mere predostrožnosti. Teret nema zaštitu, pa ga morate pametno koristiti. Na primjer, ako opterećenje sadrži tranzistore od 50V, tada je zabranjeno spajanje testiranih izvora napajanja naponom većim od 45V. Pa da imam malu rezervu. Ne preporučuje se postavljanje trenutne vrijednosti na više od 20A ako su tranzistori u TO247 kućištu i 10-12A ako su tranzistori u TO220 kućištu. I, možda, najvažnija stvar je da se ne prekorači dozvoljena snaga od 300W, ako se koriste tranzistori u TO247 paketu. Da biste to učinili, potrebno je ugraditi vatmetar u opterećenje kako bi se pratila disipacija snage i ne bi prelazila maksimalna vrijednost.
Autor također snažno preporučuje korištenje tranzistora iz iste serije kako bi se minimizirale varijacije u karakteristikama.
Hlađenje. Nadam se da svi razumiju da će se 300W snage glupo koristiti za grijanje tranzistora, to je kao grijač od 300W. Ako se toplota ne ukloni efikasno, tranzistori će otkazati, pa tranzistori ugrađujemo na masivni čvrsti radijator.
Područje na kojem je podloga ključa pritisnuta uz radijator mora se temeljito očistiti, odmastiti i ispolirati. Čak i male neravnine u našem slučaju mogu sve pokvariti. Ako odlučite da nanesete termalnu pastu, onda to učinite u tankom sloju, koristeći samo dobru termalnu pastu. Nema potrebe za korištenjem termo jastučića, također nema potrebe za izolacijom podloga ključeva radijatora, sve to pogoršava prijenos topline.
Pa, sada, konačno, provjerimo rad našeg tereta. Učitaćemo ovo laboratorijsko napajanje koje proizvodi maksimalno 30V pri struji do 7A, odnosno izlaznu snagu od oko 210W.
Prvo, pogledajmo dijagram. Ne pretendujem na originalnost, pošto sam sagledao sastavne elemente i prilagodio ih onome što sam imao od delova.
Zaštitni krug se sastoji od osigurača FU1 i diode VD1 (može biti redundantna). Opterećenje se vrši na četiri 818 tranzistora VT1...VT4. Imaju prihvatljive karakteristike struje i rasipanje snage, a nisu skupi ili ih nedostaje. Upravljanje VT5 je na tranzistoru 815, a stabilizacija na LM358 operativnom pojačalu. Ugradio sam ampermetar koji posebno pokazuje struju koja prolazi kroz opterećenje. Jer ako otpornike R3 R4 zamijenite ampermetrom (kao na dijagramu na gornjoj poveznici), tada će, po mom mišljenju, dio struje koja će teći kroz VT5 biti izgubljen i očitanja će biti podcijenjena. A sudeći po tome kako se 815 zagrijava, kroz njega teče pristojna količina struje. Čak mislim da je između VT5 emitera i uzemljenja potrebno staviti još jedan otpor oma od 50...200.
Odvojeno, moramo razgovarati o krugu R10…R13. Kako podešavanje nije linearno, potrebno je uzeti jedan varijabilni otpor od 200...220 kOhm sa logaritamskom skalom, ili ugraditi dva varijabilna otpornika, koji obezbjeđuju glatku regulaciju u cijelom rasponu. Štaviše, R10 (200 kOhm) reguliše struju od 0 do 2,5 A, a R11 (10 kOhm), sa R10 okrenutim na nulu, reguliše struju od 2,5 do 8 A. Gornju granicu struje postavlja otpornik R13. Prilikom postavljanja budite oprezni, ako napon napajanja slučajno dođe do treće noge op-ampa, 815 će se potpuno otvoriti, što će najvjerovatnije dovesti do kvara svih 818 tranzistora.
Sada malo o izvorima napajanja za opterećenje.
Ne, ovo nije perverzija. Jednostavno nisam imao pri ruci transformator male veličine od 12 volti. Morao sam napraviti množitelj i povećati napon sa 6 volti na 12 za ventilator i ugraditi stabilizator za napajanje samog opterećenja i alarma.
Da, instalirao sam jednostavan temperaturni alarm u ovaj uređaj. Pogledao sam dijagram. Kada se radijator zagreje iznad 90 stepeni, pali se crvena LED dioda i pali se zujalica sa integrisanim generatorom, koja proizvodi veoma neprijatan zvuk. To ukazuje da je vrijeme da se smanji struja u opterećenju, inače možete izgubiti uređaj zbog pregrijavanja.
Čini se da bi s tako snažnim tranzistorima koji mogu izdržati do 80 volti i 10 A, ukupna snaga trebala biti najmanje 3 kW. Ali, pošto pravimo „bojler” i sva snaga izvora ide u toplotu, ograničenje je nametnuto rasipanjem snage tranzistora. Prema podacima, to je samo 60 W po tranzistoru, a uzimajući u obzir činjenicu da toplinska provodljivost između tranzistora i hladnjaka nije idealna, stvarna disipacija snage je još manja. I stoga, da bih nekako poboljšao rasipanje topline, zašrafio sam tranzistore VT1...VT4 direktno na radijator bez brtvila pomoću termalne paste. Istovremeno, morao sam organizirati posebne poklopce za radijator kako ne bi došlo do kratkog spoja na kućište.
Nažalost, nisam imao priliku testirati rad uređaja u cijelom naponskom rasponu, ali na 22V 5A opterećenje radi bez pregrijavanja. Ali, kao i uvijek, tu je i muva. Zbog nedovoljne površine radijatora koji sam uzeo, s opterećenjem većim od 130 vati, nakon nekog vremena (3...5 minuta) tranzistori se počinju pregrijati. Šta signalizira alarm? Otuda zaključak. Ako ćete raditi opterećenje, uzmite radijator što veće površine i osigurajte mu pouzdano prisilno hlađenje.
Također, mali pomak prema smanjenju struje opterećenja za 100...200 mA može se smatrati muhom u masti. Mislim da do ovog odstupanja dolazi zbog zagrijavanja otpornika R3, R4. Dakle, ako možete pronaći otpornike od 0,15 oma za 20 W ili više, onda ih je bolje koristiti.
Općenito, krug, koliko razumijem, nije kritičan za zamjenu dijelova. Četiri 818 tranzistora mogu se zamijeniti sa dva KT896A, KT815G se može, a možda i treba, zamijeniti sa KT817G. Mislim da možete uzeti i drugo operativno pojačalo.
Posebno bih želio naglasiti da prilikom postavljanja obavezno ugradite otpornik R13 od najmanje 10 kOhm, a zatim kada shvatite koja vam je struja potrebna, smanjite ovaj otpor. Ne objavljujem štampanu ploču, jer je montaža glavnog dela opterećenja šarnirska.
Dodatak.
Kako se ispostavilo, moram redovno koristiti opterećenje, a u procesu korištenja sam shvatio da mi je, osim ampermetra, potreban i voltmetar za praćenje napona izvora. Na Aliju sam naišao na mali uređaj koji kombinuje voltmetar i ampermetar. Uređaj je 100 V/10. I koštao me je 150 rubalja uključujući poštarinu. Što se mene tiče, ovo je peni jer... Pola čaše piva košta otprilike isto. Bez razmišljanja, naručio sam dva.
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 milliohma) je da je pad napona gotovo zanemariv. 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 što zahtijeva op-pojačalo sa 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-a 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 djelitelj 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.