» » » Простая аналоговая электронная нагрузка

 
 
 

Простая аналоговая электронная нагрузка

Разместил metrolog 10 августа 2011. Просмотров: 24316

15
Простая аналоговая электронная нагрузка

Все, кто хоть как-то сталкивался с изготовлением, ремонтом блоков питания задавался вопросом – где взять подходящую нагрузку, чтобы в полной мере оценить характеристики конструкции?
Обычно для этого используется первое, что попадется под руку – мощные лампы, обрезки высокоомного провода и т.д. Но не все имеющиеся нагрузки подходят по сопротивлению и по мощности. Как назло каждый раз один из этих параметров нам не подходит dash . Как только не приходиться исхитряться: применять последовательное и параллельное соединение резисторов, топить нагрузку в стакане с водой (для увеличения рассеиваемой мощности).
Когда запасы мощных нагрузок превращаются в залежи, приходит время поменять их на одну универсальную.

Схема и её работа

взята классическая с небольшими усовершенствованиями.
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.

Собственно роль нагрузки выполняют переходы КЭ двух мощных транзисторов, представляющих собой управляемый ключ. При этом сопротивление переходов транзисторов имитируют активную нагрузку, подобно мощному резистору. Система подключается параллельно источнику напряжения и работает практически в режиме КЗ, поэтому вольность в обращении с регуляторами тока недопустима.
Выпрямитель VDS1 с конденсатором С1 служат для прогрузки источников переменного напряжения (об этом позже). Диод VD1 предназначен для развязки между конденсатором С1 и цепями постоянного тока электронной нагрузки, чтобы последний не влиял на выходную характеристику испытуемого БП. Мощные резисторы R1, R2 выравнивают токи через переходы транзисторов VT2, VT3.

R9, R10 – добавочные резисторы для измерительной головки указателя напряжения, R10 и R11 – токоизмерительные шунты амперметра. Переключатели S1 и S2 позволяют расширить пределы измерения вольтметра и амперметра.

Резистор R8 исключает сквозные токи через переходы БЭ мощных транзисторов. Для увеличения крутизны характеристики (больший ток при меньшем напряжении) следует уменьшать сопротивление резистора R8, а лучше перераспределять его между коллектором и эмиттером VT1. В идеале диоды VD1 и VDS1 - Шотки.

Для более эффективного теплоотвода устройство снабжено кулером. Стабилизатор VR1 ограничивает рабочее напряжение кулера на уровне 12В, на участке входных напряжений 12...30В. Двигатель кулера начинает работать уже при 6В на входе нагрузки, причем потребляемый кулером ток тоже включен в общий бюджет нагрузки и отображается амперметром.

Основные технические характеристики:

Входное постоянное напряжение = 1,5..30В
Входное переменное напряжение = 1...25В
Входной ток = 0,08...10А
Рассеиваемая мощность = 200Вт
Разумеется, параметры могут меняться как в лучшую, так и худшую сторону в зависимости от применяемых деталей и схемотехники. В данном случае входные напряжения ограничены характеристиками стабилизатора VR1.

Теперь о конструкции

Главное в электронной нагрузке что? Правильно, радиаторы и транзисторы! Они трудятся в поте лица, т.к. их главная задача перевести всю подводимую мощность в тепло (КПД наоборот :sarcasti: ).
Радиаторы у меня оказались такие (мало точно не покажется).
Простая аналоговая электронная нагрузка

Мощные транзисторы выбираем в соответствии с нашими хотелками поставленными задачами. Это могут быть КТ837, КТ818, КТ8102 и подобные, подходящие по току, напряжению и мощности.
В качестве корпуса используем старый добрый БП АТХ.
Простая аналоговая электронная нагрузка

Измерители тока и напряжения изготовлены из индикаторов уровня записи от старых магнитофонов.
Простая аналоговая электронная нагрузка

Шкала у них нелинейная, поэтому при градуировке используется 75-80% рабочей шкалы. Несмотря на всю примитивность, удалось достигнуть точности измерения не хуже 1,5%. Передняя панель выпиливается из текстолита и крепится при помощи длинных винтов к корпусу.
Простая аналоговая электронная нагрузка

Простая аналоговая электронная нагрузка

Простая аналоговая электронная нагрузка

Простая аналоговая электронная нагрузка

Как еще можно использовать электронную нагрузку? Например, для регулировки тока в цепях переменного и постоянного напряжения. Достаточно включить электронную нагрузку последовательно с объектом регулирования и все это подключить к источнику напряжения (при зарядке аккумуляторов, управлении двигателем, нагревателем и пр.).

Еще одно применение – тестирование низковольтных трансформаторов

У меня долгое время лежало несколько силовых трансформаторов с известными выходными напряжениями и неизвестными нагрузочными характеристиками. Определить диаметры проводов вторичных обмоток без вскрытия не представлялось возможным. И я проделал такой эксперимент: с помощью электронной нагрузки нагружал номинальным (паспортным) током вторичные обмотки трансформаторов известных марок ТА и ТС.

Выяснилось, что под нагрузкой напряжения на вторичных обмотках уменьшаются на 10-15 % по отношению к напряжению холостого хода. Потом тоже самое проделал с неизвестными трансформаторами и методом от обратного вычислил допустимый ток вторичных обмоток.

Порядок работы с нагрузкой

Подключаемся к источнику напряжения, при этом регуляторы тока должны быть выведены в минимум (нижнее по схеме положение).
Далее не спеша, вращаем регулятор «ток грубо» в сторону увеличения тока, пока стрелка амперметра чуть-чуть не отойдет от начального положения, можно сказать «дрогнет в положении нуль». Это значит, что ключи выведены из зоны нечувствительности. Если нам нужен ток до 1А дальше пользуемся регулятором « ток плавно», если более 1А, то продолжаем крутить регулятор «ток грубо» дальше. Плавно выводим ток на требуемый уровень, при этом на индикаторах в режиме, так сказать, «on line», наблюдаем вольт-амперную характеристику тестируемого БП.
Картину дополнит осциллограф, подключенный к выходным клеммам БП. По нему можно будет определить уровень пульсаций выходного напряжения при различных режимах загруженности.

При эксплуатации нагрузки необходимо помнить о максимальной рассеиваемой мощности, которая вычисляется по известной формуле P=U2/R.

Об авторе

Сергей (metrolog)
г. Нижнекамск, РТ
Исследователь по натуре. Люблю повозиться с железками, собрать что-нибудь новое.
Сюда пришел пообщаться с грамотными людьми, узнать больше о микроконтроллерах, акустике и ламповых усилителях.
 

Понравилось? Палец вверх!

  • всего лайков: 21

Поделись с друзьями!


Связанные материалы:


Простой прибор для подбора пар мощных транзисторов

Предельно простое, но удобное устройство для подбора пар кремниевых транзисторов средней и большой...

Сделай сам лабораторный импульсный блок питания. Часть 5. Миниатюрный лабораторный

Несмотря на простоту схем импульсных блоков питания, описанных в предыдущих частях серии,...

PIC16F873: универсальный таймер на 99 минут 59 секунд по мотивам блондинко-таймера

Когда-то, в прошлом веке фотолюбители пользовались пленочными фотоаппаратами, которые...

Электронная импульсная нагрузка на базе TL494

Все электронщики, занимающиеся конструированием устройств электропитания, рано или поздно...

Узел коммутации обмоток выходных трансформаторов ламповых усилителей

Последнее время все мучил меня вопрос о быстрой и безболезненной коммутации вторичных...

Реинкарнация компьютерных БП. Часть 3.

Из все тех же деталей компьютерного БП, используя абсолютный их минимум и не меняя практически...

Балластный регулятор для ветрогенератора (ветряка)

После того, как ветряк построен и работает, рано или поздно встает вопрос об утилизации лишней...

Регулятор нагрева паяльника с индикатором мощности

Многие радиолюбители сталкивались с проблемой перегрева паяльников и успешно решали ее с помощью...

"Бетник" для мощных транзисторов

Описана конструкция прибора для измерения коэффициента усиления мощных транзисторов. Несмотря...

УМЗЧ класс "А". С лампами, но не ламповый!

Если посмотреть на фото этого усилителя, то первое, что приходит в голову: «Очередной гибридник с...

Калькулятор электрика от Ivan219 [обновлено]

Текущая версия 2.0.9.30 Своего рода "кухонный комбайн" для радиолюбителя. Может кому-то облегчит...

TDA7384

Микросхема TDA7384 представляет собой мостовой четырехканальный усилитель мощности ЗЧ с...
<
  • Главный редактор
11 августа 2011 01:05

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • Регистрация: 25.02.2011
  • Публикаций: 262
  • Комментариев: 1600
 
  • 0
Сергей, привет!
Спасибо за статью в лучших любительских традициях. Практически все компоненты взяты "с расстояния вытянутой руки" из старых запасов с пыльной полки.
hi и это крррута!
Считаю, что предложенное устройство будет очень полезно согражданам, регулярно занятым сборкой или ремонтом БП.

<
  • Гражданин
11 августа 2011 01:16

Александр / minchenko

  • Регистрация: 16.06.2009
  • Публикаций: 4
  • Комментариев: 31
 
  • 0
Как раз вот прикупил набор компонентов для этой схемы. Вот так совпадение. smile

<
  • Гражданин
11 августа 2011 01:22

Александр Мячин / alex-miatchin

  • Регистрация: 2.12.2009
  • Публикаций: 7
  • Комментариев: 55
 
  • 0
Просто в тему! Вчера сидел тыкался с двумя неопознанными, залитыми зелёной краской, трансами. Померил Омы, нашёл сеть, пощупал вых напряжения. И вот как раз сидел соображал, как оценить нагрузочные их способности. Спасибо за наводку!

<
  • Гражданин
11 августа 2011 02:05

Иван / if33

  • Регистрация: 2.03.2010
  • Публикаций: 13
  • Комментариев: 73
 
  • 0
Очень полезная вещь. Спасибо за идею!

<
  • Прохожий
11 августа 2011 02:16

/ GALKIN

  • Регистрация: --
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
 
  • 0
Тут у меня идейка затесалась: а если схему сделать наоборот, тоесть сделать не на п-н-п транзисторах, а на н-п-н и использовать транзисторы от импульсных блоков питания ПК. Параметры у них отличные для данных целей. А вентилятор можно питать от отдельного блока питания.

<
  • Прохожий
11 августа 2011 02:42

/ GALKIN

  • Регистрация: --
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 0
 
  • 0
Вот создал тему:

//forum.datagor.ru/index.php?showtopic=7164

<
  • Гражданин
11 августа 2011 10:32

Сергей / metrolog

  • Регистрация: 6.01.2010
  • Публикаций: 5
  • Комментариев: 90
 
  • 0
to Datagor#1
Игорь, спасибо за редакцию!

Цитата: Datagor
... в лучших любительских традициях. Практически все компоненты взяты "с расстояния вытянутой руки" из старых запасов с пыльной полки

Это была задача №1.
Надо же их куда-то девать.. sarcasti .

<
  • Гражданин
14 августа 2011 15:36

Сергей / metrolog

  • Регистрация: 6.01.2010
  • Публикаций: 5
  • Комментариев: 90
 
  • 0
Дополнение к статье.

1. Для увеличения крутизны характеристики (больший ток при меньшем напряжении) следует уменьшать сопротивление резистора R8, а лучше перераспределять его между коллектором и эмиттером VT1.
2. В идеале диоды VD1 и VDS1 - Шотки.

<
  • Главный редактор
14 августа 2011 18:58

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • Регистрация: 25.02.2011
  • Публикаций: 262
  • Комментариев: 1600
 
  • 0
metrolog,
спасибо, добавил в статью.

<
  • Гражданин
14 августа 2011 20:33

Вадим / Sat_cat

  • Регистрация: 14.11.2008
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 10
 
  • 0
Вот это как раз то, чего мне и не хватает. Спасибо автору.

<
  • Гражданин
16 августа 2011 22:44

Александр / minchenko

  • Регистрация: 16.06.2009
  • Публикаций: 4
  • Комментариев: 31
 
  • 0
Привет всем. В статье которая мне попалась, вместо КТ972 использовали TIP31C транзистор.

<
  • Гражданин
17 августа 2011 04:08

Юрий Георгиевич / UR4WN

  • Регистрация: 2.04.2009
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 3
 
  • 0
Все очень здорово, благодарность автору. Один только штрих - известную формулу лучше написать вот так P= U*U/R hi

<
  • Главный редактор
17 августа 2011 11:32

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • Регистрация: 25.02.2011
  • Публикаций: 262
  • Комментариев: 1600
 
  • 0
Юрий Георгиевич, спасибо, поправили!
Получилось даже лучше.

Кстати, чтобы на интернет-странице правильно отображался значок степени, используйте тэг
<sup>тут число, которое уйдет вверх</sup>.
Понятное дело, это будет работать там, где разрешены HTML-тэги. При написание статей на Датагоре - работает, а в комментариях - нет.

<
  • Гражданин
20 апреля 2012 02:21

Евгений / jondanger

  • Регистрация: 24.03.2010
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 1
 
  • 0
вот сделать бы ещё звуковое оповещения при подении напряжения,цены бы ему не было

<
  • Гражданин
12 сентября 2014 16:14

Василий Мельничук / korjavy

  • Регистрация: 8.02.2013
  • Публикаций: 18
  • Комментариев: 16
 
  • 0
Вот вариант электронной нагрузки:
//www.cqham.ru/forum/showthread.php?t=1718&page=320&p=1005815&viewfull=1#post1005815
//www.cqham.ru/forum/attachment.php?attachmentid=180904&d=1410197027
//www.cqham.ru/forum/showthread.php?t=1718&page=321&p=1006144&viewfull=1#post1006144
//www.cqham.ru/forum/attachment.php?attachmentid=180813&d=1410100935

Информация
Вы не можете участвовать в комментировании. Вероятные причины:
— Администратор остановил комментирование этой статьи.
— Вы не авторизовались на сайте. Войдите с паролем.
— Вы не зарегистрированы у нас. Зарегистрируйтесь.
— Вы зарегистрированы, но имеете низкий уровень доступа. Получите полный доступ.