Perangkat ini dirancang dan digunakan untuk menguji catu daya DC dengan tegangan hingga 150V. Perangkat ini memungkinkan Anda memuat catu daya dengan arus hingga 20A, dengan disipasi daya maksimum hingga 600 W.
Gambaran umum skema
Gambar 1 - Diagram skema beban elektronik.
Diagram yang ditunjukkan pada Gambar 1 memungkinkan Anda mengatur beban catu daya yang diuji dengan lancar. Transistor efek medan daya T1-T6 yang dihubungkan secara paralel digunakan sebagai resistansi beban yang setara. Untuk mengatur dan menstabilkan arus beban secara akurat, rangkaian menggunakan penguat operasional presisi op-amp1 sebagai pembanding. Tegangan referensi dari pembagi R16, R17, R21, R22 disuplai ke input non-pembalik op-amp1, dan tegangan perbandingan dari resistor pengukur arus R1 disuplai ke input pembalik. Kesalahan yang diperkuat dari keluaran op-amp1 mempengaruhi gerbang transistor efek medan, sehingga menstabilkan arus yang ditentukan. Resistor variabel R17 dan R22 terletak di panel depan perangkat dengan skala bertingkat. R17 mengatur arus beban dalam kisaran 0 hingga 20A, R22 dalam kisaran 0 hingga 570 mA.
Bagian pengukuran rangkaian didasarkan pada ADC ICL7107 dengan indikator digital LED. Tegangan referensi untuk chip adalah 1V. Untuk mencocokkan tegangan keluaran sensor pengukur arus dengan masukan ADC, digunakan penguat non-pembalik dengan penguatan yang dapat disesuaikan 10-12, yang dipasang pada penguat operasional presisi OU2. Resistor R1 digunakan sebagai sensor arus, seperti pada rangkaian stabilisasi. Panel tampilan menampilkan arus beban atau tegangan sumber listrik yang sedang diuji. Peralihan antar mode terjadi dengan tombol S1.
Rangkaian yang diusulkan menerapkan tiga jenis proteksi: proteksi arus lebih, proteksi termal, dan proteksi polaritas terbalik.
Perlindungan arus maksimum memberikan kemampuan untuk mengatur arus pemutusan. Rangkaian MTZ terdiri dari komparator pada OU3 dan saklar yang mengalihkan rangkaian beban. Transistor efek medan T7 dengan resistansi saluran terbuka rendah digunakan sebagai kunci. Tegangan referensi (setara dengan arus cut-off) disuplai dari pembagi R24-R26 ke input pembalik op-amp3. Resistor variabel R26 terletak di panel depan perangkat dengan skala bertingkat. Resistor pemangkas R25 mengatur arus operasi proteksi minimum. Sinyal perbandingan berasal dari keluaran op-amp2 pengukur ke masukan non-pembalik op-amp3. Jika arus beban melebihi nilai yang ditentukan, tegangan yang mendekati tegangan suplai muncul pada output op-amp3, sehingga menyalakan relai dinistor MOC3023, yang pada gilirannya menyalakan transistor T7 dan menyuplai daya ke LED1, yang menandakan operasi dari perlindungan saat ini. Penyetelan ulang terjadi setelah perangkat benar-benar terputus dari jaringan dan dihidupkan kembali.
Perlindungan termal dilakukan pada komparator OU4, sensor suhu RK1 dan relai eksekutif RES55A. Termistor dengan TCR negatif digunakan sebagai sensor suhu. Ambang respons diatur dengan memotong resistor R33. Resistor pemangkas R38 mengatur nilai histeresis. Sensor suhu dipasang pada pelat aluminium yang menjadi alas pemasangan radiator (Gambar 2). Jika suhu radiator melebihi nilai yang ditentukan, relai RES55A dengan kontaknya menutup input non-pembalik OU1 ke ground, akibatnya transistor T1-T6 mati dan arus beban cenderung nol, sementara LED2 memberi sinyal bahwa perlindungan termal telah tersandung. Setelah perangkat menjadi dingin, arus beban dilanjutkan.
Perlindungan terhadap pembalikan polaritas dibuat menggunakan dioda Schottky ganda D1.
Sirkuit ini ditenagai dari trafo jaringan terpisah TP1. Penguat operasional OU1, OU2 dan chip ADC dihubungkan dari catu daya bipolar yang dirakit menggunakan stabilisator L7810, L7805 dan inverter ICL7660.
Untuk pendinginan paksa radiator, kipas 220V digunakan dalam mode kontinu (tidak ditunjukkan dalam diagram), yang dihubungkan melalui sakelar umum dan sekering langsung ke jaringan 220V.
Menyiapkan skema
Sirkuit dikonfigurasi dalam urutan berikut.
Miliammeter referensi dihubungkan ke input beban elektronik secara seri dengan catu daya yang diuji, misalnya multimeter dalam mode pengukuran arus dengan rentang minimum (mA), dan voltmeter referensi dihubungkan secara paralel. Pegangan resistor variabel R17, R22 diputar ke posisi paling kiri sesuai dengan arus beban nol. Perangkat menerima daya. Selanjutnya, resistor penyetelan R12 mengatur tegangan bias op-amp1 sedemikian rupa sehingga pembacaan miliammeter referensi menjadi nol.
Langkah selanjutnya adalah mengkonfigurasi bagian pengukur perangkat (indikasi). Tombol S1 dipindahkan ke posisi pengukuran saat ini, dan titik pada panel tampilan harus berpindah ke posisi seperseratus. Dengan menggunakan resistor pemangkas R18, perlu dipastikan bahwa semua segmen indikator, kecuali yang paling kiri (harus tidak aktif), menampilkan angka nol. Setelah ini, miliammeter referensi beralih ke mode rentang pengukuran maksimum (A). Selanjutnya, regulator di panel depan perangkat mengatur arus beban, dan menggunakan resistor pemangkas R15 kami mencapai pembacaan yang sama dengan ammeter referensi. Setelah mengkalibrasi saluran pengukuran arus, tombol S1 beralih ke posisi indikasi tegangan, titik pada layar harus berpindah ke posisi persepuluh. Selanjutnya, dengan menggunakan resistor pemangkas R28, kita mencapai pembacaan yang sama dengan voltmeter referensi.
Menyiapkan MTZ tidak diperlukan jika semua peringkat terpenuhi.
Perlindungan termal disesuaikan secara eksperimental; suhu pengoperasian transistor daya tidak boleh melebihi kisaran yang diatur. Selain itu, pemanasan masing-masing transistor mungkin tidak sama. Ambang respons disesuaikan dengan memangkas resistor R33 ketika suhu transistor terpanas mendekati nilai maksimum yang didokumentasikan.
Basis elemen
Transistor saluran-N MOSFET dengan tegangan sumber pembuangan minimal 150V, daya disipasi minimal 150W dan arus pembuangan minimal 5A dapat digunakan sebagai transistor daya T1-T6 (IRFP450). Transistor efek medan T7 (IRFP90N20D) beroperasi dalam mode switching dan dipilih berdasarkan nilai minimum resistansi saluran dalam keadaan terbuka, sedangkan tegangan sumber pembuangan harus minimal 150V, dan arus kontinu transistor harus berada pada setidaknya 20A. Penguat operasional serupa dengan catu daya bipolar 15V dan kemampuan untuk mengatur tegangan bias dapat digunakan sebagai penguat operasional presisi op-amp 1.2 (OP177G). Sirkuit mikro LM358 yang cukup umum digunakan sebagai penguat operasional op-amp 3.4.
Kapasitor C2, C3, C8, C9 bersifat elektrolitik, C2 dipilih untuk tegangan minimal 200V dan kapasitas 4,7µF. Kapasitor C1, C4-C7 berbentuk keramik atau film. Kapasitor C10-C17, serta resistor R30, R34, R35, R39-R41, dipasang di permukaan dan ditempatkan pada papan indikator terpisah.
Resistor pemangkas R12, R15, R18, R25, R28, R33, R38 adalah multi-putaran dari BOURNS, tipe 3296. Resistor variabel R17, R22 dan R26 adalah putaran tunggal domestik, tipe SP2-2, SP4-1. Sebuah shunt yang disolder dari multimeter yang tidak berfungsi dengan resistansi 0,01 Ohm dan diberi nilai arus 20A digunakan sebagai resistor pengukur arus R1. Resistor tetap R2-R11, R13, R14, R16, R19-R21, R23, R24, R27, R29, R31, R32, R36, R37 tipe MLT-0.25, R42 - MLT-0.125.
Chip konverter analog-ke-digital yang diimpor ICL7107 dapat diganti dengan analog domestik KR572PV2. Alih-alih indikator LED BS-A51DRD, indikator tujuh segmen tunggal atau ganda dengan anoda umum tanpa kontrol dinamis dapat digunakan.
Sirkuit proteksi termal menggunakan relai buluh arus rendah domestik RES55A(0102) dengan satu kontak pergantian. Relai dipilih dengan mempertimbangkan tegangan operasi 5V dan resistansi kumparan 390 Ohm.
Untuk memberi daya pada rangkaian, dapat digunakan trafo 220V berukuran kecil dengan daya 5-10W dan tegangan belitan sekunder 12V. Hampir semua jembatan dioda dengan arus beban minimal 0,1A dan tegangan minimal 24V dapat digunakan sebagai penyearah jembatan dioda D2. Chip penstabil arus L7805 dipasang pada radiator kecil, perkiraan disipasi daya chip adalah 0,7 W.
Fitur desain
Dasar housing (Gambar 2) terbuat dari lembaran aluminium setebal 3 mm dan sudut 25 mm. 6 radiator aluminium, yang sebelumnya digunakan untuk mendinginkan thyristor, disekrup ke alasnya. Untuk meningkatkan konduktivitas termal, pasta termal Alsil-3 digunakan.
Gambar 2 - Basis.
Luas permukaan total radiator yang dirakit dengan cara ini (Gambar 3) adalah sekitar 4000 cm2. Perkiraan perkiraan disipasi daya diambil pada laju 10 cm2 per 1 W. Dengan mempertimbangkan penggunaan pendinginan paksa menggunakan kipas 120mm berkapasitas 1,7 m3/jam, perangkat ini mampu menghamburkan daya secara terus menerus hingga 600W.
Gambar 3 - Rakitan radiator.
Transistor daya T1-T6 dan dioda Schottky ganda D1, yang basisnya adalah katoda umum, dipasang langsung ke radiator tanpa paking isolasi menggunakan pasta termal. Transistor proteksi arus T7 dipasang ke heatsink melalui substrat dielektrik konduktif termal (Gambar 4).
Gambar 4 - Memasang transistor ke radiator.
Pemasangan bagian daya rangkaian dilakukan dengan kawat tahan panas RKGM, peralihan bagian arus rendah dan sinyal dilakukan dengan kawat biasa berisolasi PVC menggunakan jalinan tahan panas dan pipa yang dapat menyusut panas. Papan sirkuit tercetak diproduksi menggunakan metode LUT pada PCB foil, tebal 1,5 mm. Tata letak di dalam perangkat ditunjukkan pada Gambar 5-8.
Gambar 5 - Tata letak umum.
Gambar 6 - Papan sirkuit tercetak utama, transformator dipasang di sisi sebaliknya.
Gambar 7 - Tampilan perakitan tanpa casing.
Gambar 8 - Tampak atas rakitan tanpa casing.
Dasar panel depan terbuat dari lembaran listrik getinax setebal 6 mm, digiling untuk memasang resistor variabel dan kaca indikator berwarna (Gambar 9).
Gambar 9 - Dasar panel depan.
Tampilan dekoratif (Gambar 10) dibuat menggunakan sudut aluminium, kisi-kisi ventilasi baja tahan karat, kaca plexiglass, alas kertas dengan tulisan dan skala bertingkat yang disusun dalam program FrontDesigner3.0. Casing perangkat terbuat dari lembaran baja tahan karat setebal milimeter.
Gambar 10 - Penampilan perangkat yang sudah jadi.
Gambar 11 - Diagram koneksi.
Arsip untuk artikel tersebut
Jika Anda memiliki pertanyaan tentang desain beban elektronik, tanyakan di forum, saya akan mencoba membantu dan menjawab.
Rangkaian sederhana ini beban elektronik Dapat digunakan untuk menguji berbagai jenis catu daya. Sistem berperilaku sebagai beban resistif yang dapat diatur.
Dengan menggunakan potensiometer, kita dapat memperbaiki beban apa pun dari 10mA hingga 20A, dan nilai ini akan dipertahankan terlepas dari penurunan tegangan. Nilai saat ini terus ditampilkan pada ammeter internal - jadi tidak perlu menggunakan multimeter pihak ketiga untuk tujuan ini.
Sirkuit beban elektronik yang dapat disesuaikan
Sirkuit ini sangat sederhana sehingga hampir semua orang dapat merakitnya, dan menurut saya sirkuit ini sangat diperlukan di bengkel setiap amatir radio.
Penguat operasional LM358 memastikan bahwa penurunan tegangan pada R5 sama dengan nilai tegangan yang diatur menggunakan potensiometer R1 dan R2. R2 untuk penyetelan kasar dan R1 untuk penyetelan halus.
Resistor R5 dan transistor VT3 (jika perlu, VT4) harus dipilih sesuai dengan daya maksimum yang ingin kita gunakan untuk memuat catu daya kita.
Pemilihan transistor
Pada prinsipnya, transistor MOSFET saluran-N apa pun bisa digunakan. Tegangan pengoperasian beban elektronik kita akan bergantung pada karakteristiknya. Parameter yang menarik perhatian kita adalah besarnya I k (arus kolektor) dan P tot (disipasi daya). Arus kolektor adalah arus maksimum yang dapat disalurkan oleh transistor, dan disipasi daya adalah daya yang dapat dihamburkan transistor sebagai panas.
Dalam kasus kami, transistor IRF3205 secara teoritis dapat menahan arus hingga 110A, tetapi disipasi daya maksimumnya sekitar 200 W. Cara menghitungnya mudah, kita dapat mengatur arus maksimum 20A pada tegangan hingga 10V.
Untuk meningkatkan parameter ini, dalam hal ini kami menggunakan dua transistor, yang memungkinkan kami menghilangkan 400 W. Ditambah lagi, kita akan membutuhkan radiator bertenaga dengan pendinginan paksa jika kita benar-benar ingin berusaha maksimal.
perlengkapan buatan sendiri. Skema pembuatannya tidak dibuat oleh orang Cina atau bahkan oleh para insinyur Soviet. Setiap amatir radio akan memastikan bahwa selama penelitian sehari-hari sering kali perlu memuat sirkuit tertentu untuk mengidentifikasi karakteristik keluaran sirkuit tersebut. Bebannya bisa berupa lampu biasa, resistor, atau elemen pemanas nichrome.
Seringkali, para amatir radio yang mempelajari elektronika daya dihadapkan pada masalah dalam menemukan beban yang tepat. Saat memeriksa karakteristik keluaran catu daya tertentu, baik buatan sendiri atau industri, diperlukan beban, dan beban yang dapat disesuaikan. Solusi paling sederhana untuk masalah ini adalah dengan menggunakan rheostat pelatihan sebagai beban.
Namun menemukan rheostat yang kuat saat ini merupakan masalah, selain itu rheostat juga bukan karet, daya tahannya terbatas. Hanya ada 1 solusi untuk masalah ini - beban elektronik. Dalam beban elektronik, semua daya dialokasikan ke elemen daya - transistor. Faktanya, beban elektronik dapat dibuat dengan daya berapa pun, dan beban tersebut jauh lebih serbaguna daripada rheostat biasa. Beban elektronik laboratorium profesional menghabiskan banyak uang.
Orang Cina, seperti biasa, menawarkan analogi dan analoginya tidak terhitung jumlahnya. Salah satu opsi untuk beban 150W hanya berharga 9-10 dolar, yang tidak seberapa untuk perangkat yang mungkin sebanding pentingnya dengan catu daya laboratorium.
Secara umum, pembuat produk buatannya ini, AKA KASYAN, lebih suka membuat versinya sendiri. Menemukan diagram perangkat itu tidak sulit.
Rangkaian ini menggunakan chip penguat operasional lm324 yang terdiri dari 4 elemen terpisah.
Jika Anda perhatikan lebih dekat pada rangkaian tersebut, segera menjadi jelas bahwa rangkaian tersebut terdiri dari 4 beban terpisah yang dihubungkan secara paralel, sehingga kapasitas beban total rangkaian tersebut berkali-kali lipat lebih besar.
Ini adalah penstabil arus standar berdasarkan transistor efek medan, yang dapat dengan mudah diganti dengan transistor bipolar terbalik. Mari kita lihat prinsip operasinya menggunakan salah satu blok sebagai contoh. Penguat operasional memiliki 2 input: langsung dan terbalik, dan 1 output, yang dalam rangkaian ini mengontrol transistor efek medan n-channel yang kuat.
Kami menggunakan resistor resistansi rendah sebagai sensor arus. Untuk mengoperasikan beban diperlukan catu daya arus rendah 12-15V, lebih tepatnya diperlukan untuk mengoperasikan penguat operasional.
Sebuah op-amp selalu berusaha untuk memastikan bahwa perbedaan tegangan antara masukannya adalah nol, dan hal ini dilakukan dengan memvariasikan tegangan keluaran. Saat menghubungkan sumber listrik ke beban, penurunan tegangan akan terjadi pada sensor arus; semakin besar arus dalam rangkaian, semakin besar penurunan tegangan pada sensor.
Jadi, pada input penguat operasional kita akan menerima perbedaan tegangan, dan penguat operasional akan mencoba mengkompensasi perbedaan ini dengan mengubah tegangan keluarannya dengan membuka atau menutup transistor secara lancar, yang menyebabkan penurunan atau peningkatan resistansi. saluran transistor, dan akibatnya, arus yang mengalir dalam rangkaian akan berubah.
Dalam rangkaian kita memiliki sumber tegangan referensi dan resistor variabel, dengan memutarnya kita mempunyai kesempatan untuk secara paksa mengubah tegangan pada salah satu input penguat operasional, dan kemudian terjadi proses yang disebutkan di atas, dan sebagai hasilnya, arus dalam rangkaian berubah.
Beban beroperasi dalam mode linier. Tidak seperti mode pulsa, di mana transistor terbuka atau tertutup sepenuhnya, dalam kasus kita, kita dapat memaksa transistor untuk membuka sebanyak yang kita perlukan. Dengan kata lain, ubah resistansi salurannya dengan lancar, dan, oleh karena itu, ubah arus rangkaian secara harfiah dari 1 mA. Penting untuk dicatat bahwa nilai arus yang ditetapkan oleh resistor variabel tidak berubah tergantung pada tegangan input, yaitu arus distabilkan.
Dalam diagram kita memiliki 4 blok seperti itu. Tegangan referensi dihasilkan dari sumber yang sama, artinya keempat transistor akan terbuka secara merata. Seperti yang Anda perhatikan, penulis menggunakan kunci bidang IRFP260N yang kuat.
Ini adalah transistor yang sangat bagus dengan daya 45A, 300W. Di sirkuit kami memiliki 4 transistor seperti itu dan, secara teori, beban seperti itu akan hilang hingga 1200 W, tapi sayangnya. Sirkuit kami beroperasi dalam mode linier. Tidak peduli seberapa kuat transistornya, semuanya berbeda dalam mode linier. Pembuangan daya dibatasi oleh badan transistor, semua daya dilepaskan dalam bentuk panas pada transistor, dan harus ada waktu untuk memindahkan panas tersebut ke radiator. Oleh karena itu, bahkan transistor paling keren dalam mode linier pun tidak begitu keren. Dalam hal ini, daya maksimum yang dapat dihamburkan oleh transistor dalam paket TO247 adalah daya sekitar 75W, itu saja.
Kita sudah memilah teorinya, sekarang mari kita beralih ke praktik.
Papan sirkuit tercetak dikembangkan hanya dalam beberapa jam, kabelnya bagus.
Papan yang sudah jadi harus dikalengkan, jalur listrik diperkuat dengan kawat tembaga inti tunggal, dan semuanya harus diisi dengan solder untuk meminimalkan kerugian akibat hambatan konduktor.
Papan menyediakan tempat duduk untuk memasang transistor, baik di rumah TO247 maupun TO220.
Jika Anda menggunakan yang terakhir, Anda harus ingat bahwa kemampuan maksimum casing TO220 adalah daya sederhana 40W dalam mode linier. Sensor arus adalah resistor 5W resistansi rendah, dengan resistansi 0,1 hingga 0,22 Ohm.
Dianjurkan untuk memasang amplifier operasional pada soket untuk pemasangan tanpa solder. Untuk mengatur arus dengan lebih akurat, ada baiknya menambahkan 1 resistor variabel resistansi rendah lagi ke rangkaian. Yang pertama memungkinkan penyesuaian yang kasar, yang kedua lebih halus.
Tindakan pencegahan. Bebannya tidak memiliki perlindungan, jadi Anda harus menggunakannya dengan bijak. Misalnya, jika beban berisi transistor 50V, maka dilarang menyambungkan catu daya yang diuji dengan tegangan lebih tinggi dari 45V. Ya, untuk memiliki cadangan kecil. Tidak disarankan untuk mengatur nilai arus lebih dari 20A jika transistor dalam paket TO247 dan 10-12A jika transistor dalam paket TO220. Dan, mungkin, poin terpenting adalah jangan melebihi daya yang diizinkan yaitu 300W, jika transistor dalam paket TO247 digunakan. Untuk melakukan ini, perlu memasang wattmeter ke dalam beban untuk memantau disipasi daya dan tidak melebihi nilai maksimum.
Penulis juga sangat menyarankan penggunaan transistor dari batch yang sama untuk meminimalkan variasi karakteristik.
Pendinginan. Saya harap semua orang mengerti bahwa daya 300W dengan bodohnya akan digunakan untuk memanaskan transistor, itu seperti pemanas 300W. Jika panas tidak dihilangkan secara efektif, maka transistor akan rusak, jadi kita memasang transistor pada radiator padat yang besar.
Area di mana bagian belakang kunci ditekan ke radiator harus dibersihkan, dihilangkan lemaknya, dan dipoles secara menyeluruh. Bahkan benjolan kecil dalam kasus kami dapat merusak segalanya. Jika Anda memutuskan untuk menggunakan pasta termal, lakukan dalam lapisan tipis, hanya gunakan pasta termal yang baik. Tidak perlu menggunakan bantalan termal, juga tidak perlu mengisolasi substrat kunci radiator, semua ini memperburuk perpindahan panas.
Nah, sekarang, yang terakhir, mari kita periksa pengoperasian beban kita. Kami akan memuat catu daya laboratorium ini, yang menghasilkan maksimum 30V pada arus hingga 7A, yaitu daya keluaran sekitar 210W.
Pertama, mari kita lihat diagramnya. Saya tidak mengklaim orisinalitas, karena saya melihat unsur-unsur penyusunnya dan menyesuaikannya dengan apa yang saya peroleh dari bagian-bagiannya.
Sirkuit proteksi terdiri dari sekering FU1 dan dioda VD1 (mungkin berlebihan). Beban dilakukan pada empat transistor 818 VT1...VT4. Mereka memiliki karakteristik disipasi arus dan daya yang dapat diterima, dan tidak mahal atau persediaannya sedikit. Kontrol VT5 ada pada transistor 815, dan stabilisasi ada pada penguat operasional LM358. Saya memasang ammeter yang menunjukkan arus yang melewati beban secara terpisah. Karena jika Anda mengganti resistor R3 R4 dengan ammeter (seperti pada diagram pada link di atas), maka menurut saya sebagian arus yang mengalir melalui VT5 akan hilang dan pembacaannya akan diremehkan. Dan dilihat dari cara 815 memanas, sejumlah besar arus mengalir melaluinya. Saya bahkan berpikir bahwa antara emitor VT5 dan ground, perlu untuk memasang resistansi Ohm lagi sebesar 50...200.
Secara terpisah, kita perlu berbicara tentang rangkaian R10…R13. Karena penyesuaiannya tidak linier, maka perlu untuk mengambil satu resistansi variabel 200...220 kOhm dengan skala logaritmik, atau memasang dua resistor variabel, yang memberikan pengaturan yang lancar di seluruh rentang. Selain itu, R10 (200 kOhm) mengatur arus dari 0 hingga 2,5A, dan R11 (10 kOhm), dengan R10 diubah menjadi nol, mengatur arus dari 2,5 hingga 8 A. Batas atas arus diatur oleh resistor R13. Saat mengatur, berhati-hatilah, jika tegangan suplai secara tidak sengaja sampai ke kaki ketiga op-amp, 815 akan terbuka sepenuhnya, yang kemungkinan besar akan menyebabkan kegagalan semua transistor 818.
Sekarang sedikit tentang catu daya untuk beban.
Tidak, ini bukan penyimpangan. Saya hanya tidak memiliki trafo 12 volt berukuran kecil. Saya harus membuat pengali dan menaikkan tegangan dari 6 volt menjadi 12 untuk kipas dan memasang stabilizer untuk memberi daya pada beban itu sendiri dan alarm.
Ya, saya memasang alarm suhu sederhana di perangkat ini. Saya melihat diagramnya. Saat radiator memanas di atas 90 derajat, LED merah menyala dan bel dengan generator terintegrasi menyala, yang mengeluarkan suara yang sangat tidak menyenangkan. Ini menunjukkan bahwa sudah waktunya untuk mengurangi arus pada beban, jika tidak, Anda mungkin kehilangan perangkat karena terlalu panas.
Tampaknya dengan transistor kuat yang dapat menahan hingga 80 volt dan 10 A, daya totalnya harus minimal 3 kW. Namun, karena kita membuat “boiler” dan seluruh daya dari sumbernya diubah menjadi panas, batasannya ditentukan oleh disipasi daya transistor. Menurut lembar data, daya yang dihasilkan hanya 60 W per transistor, dan dengan mempertimbangkan fakta bahwa konduktivitas termal antara transistor dan unit pendingin tidak ideal, disipasi daya sebenarnya bahkan lebih kecil lagi. Oleh karena itu, untuk meningkatkan pembuangan panas, saya memasang transistor VT1...VT4 langsung ke radiator tanpa gasket menggunakan pasta termal. Pada saat yang sama, saya harus memasang penutup khusus untuk radiator agar tidak menyebabkan korsleting ke bodi.
Sayangnya, saya tidak memiliki kesempatan untuk menguji pengoperasian perangkat pada seluruh rentang tegangan, tetapi pada 22V 5A beban bekerja tanpa terlalu panas. Tapi seperti biasa, selalu ada lalat di salep. Karena luas radiator yang saya ambil tidak mencukupi, dengan beban lebih dari 130 watt, setelah beberapa waktu (3...5 menit) transistor mulai terlalu panas. Apa yang ditunjukkan oleh alarm? Oleh karena itu kesimpulannya. Jika Anda akan melakukan beban, ambil radiator dengan area seluas mungkin dan sediakan pendinginan paksa yang andal.
Selain itu, penyimpangan kecil menuju pengurangan arus beban sebesar 100...200 mA dapat dianggap sebagai hal yang mudah. Menurut saya penyimpangan ini terjadi karena pemanasan resistor R3, R4. Jadi, jika Anda dapat menemukan resistor 0,15 Ohm dengan daya 20 W atau lebih, lebih baik menggunakannya.
Secara umum, rangkaian, sejauh yang saya pahami, tidak penting untuk mengganti suku cadang. Empat transistor 818 dapat diganti dengan dua KT896A, KT815G dapat, dan mungkin harus, diganti dengan KT817G. Saya rasa Anda juga dapat menggunakan penguat operasional yang berbeda.
Saya ingin menekankan secara khusus bahwa ketika mengatur, pastikan untuk memasang resistor R13 minimal 10 kOhm, kemudian ketika Anda memahami arus apa yang Anda butuhkan, kurangi resistansi ini. Saya tidak memposting papan sirkuit tercetak, karena pemasangan bagian utama bebannya berengsel.
Tambahan.
Ternyata beban tersebut harus saya gunakan secara rutin, dan dalam proses penggunaannya saya menyadari bahwa selain amperemeter, saya juga memerlukan voltmeter untuk memantau tegangan sumber. Di Ali saya menemukan perangkat kecil yang menggabungkan voltmeter dan amperemeter. Perangkat ini 100 V / 10. Dan harganya 150 rubel termasuk ongkos kirim. Bagi saya, ini satu sen karena... Setengah gelas bir harganya hampir sama. Tanpa berpikir dua kali, saya memesan dua.
Mengapa Anda memerlukan perangkat seperti beban elektronik, mungkin semua orang tahu - ini memungkinkan Anda membuat tiruan dari resistor yang sangat kuat pada output catu daya, pengisi daya, amplifier, UPS, dan sirkuit lainnya saat mengaturnya. Beban elektronik ini dapat menangani arus lebih dari 100 Amps, menghilangkan lebih dari 500 W secara terus menerus dan menangani daya 1 kW dalam mode burst.
Rangkaian ini pada prinsipnya sederhana dan menggunakan dua transistor efek medan dengan op-amp pengatur. Masing-masing dari dua saluran itu sama dan dihubungkan secara paralel. Tegangan kontrol saling berhubungan dan beban dibagi rata antara dua transistor efek medan yang kuat. Di sini, 2 resistor 50 A digunakan untuk shunt, membentuk tegangan umpan balik 75 mV. Keuntungan nyata dari memilih nilai resistansi yang rendah (setiap shunt hanya 1,5 miliohm) adalah penurunan tegangan dapat diabaikan. Bahkan ketika beroperasi dengan beban 100 A, penurunan tegangan pada setiap resistor shunt akan kurang dari 0,1 V.
Kerugian menggunakan rangkaian ini adalah memerlukan op-amp dengan offset masukan yang sangat rendah, karena perubahan offset yang kecil pun dapat menyebabkan kesalahan besar pada arus yang dikontrol. Misalnya, dalam uji laboratorium, tegangan offset 100 µV saja akan menghasilkan perubahan arus beban sebesar 0,1 A. Selain itu, sulit untuk menciptakan tegangan kontrol yang stabil tanpa menggunakan DAC dan op-amp presisi. Jika Anda berencana menggunakan mikrokontroler untuk menggerakkan beban, Anda perlu menggunakan op amp amplifikasi tegangan shunt presisi yang kompatibel dengan output DAC (misalnya 0-5V) atau menggunakan pembagi tegangan presisi untuk menghasilkan sinyal kontrol.
Seluruh rangkaian dirakit pada sepotong PCB menggunakan metode pemasangan yang disederhanakan dan ditempatkan di atas balok aluminium besar. Permukaan logam dipoles untuk memastikan konduktivitas termal yang baik antara transistor dan heatsink. Semua sambungan dengan arus tinggi - setidaknya 5 kabel dari kawat pilin tebal, kemudian dapat menahan setidaknya 100 A tanpa pemanasan atau penurunan tegangan yang signifikan.
Di atas adalah foto papan tempat memotong roti tempat dua amplifier operasional LT1636 presisi tinggi disolder. Dan modul konverter DC-DC digunakan untuk mengubah tegangan input menjadi 12 V yang stabil untuk pengontrol kipas pendingin. Ini dia - 3 kipas di sisi radiator.