» » » Простая аналоговая электронная нагрузка

 
 
 
15

Простая аналоговая электронная нагрузка

Разместил metrolog 10 августа 2011. Просмотров: 25 563


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 :cool: ).
Радиаторы у меня оказались такие (мало точно не покажется).

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.

Измерители тока и напряжения изготовлены из индикаторов уровня записи от старых магнитофонов.

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.




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.
Сергей (metrolog)
г. Нижнекамск, РТ
Профиль metrolog
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: 23

Поделись с друзьями!

Связанные материалы:


Схема на Датагоре. Новая статья Сделай сам лабораторный импульсный блок питания. Часть 5. Миниатюрный лабораторный ИБП... Несмотря на простоту схем импульсных блоков питания, описанных в предыдущих частях серии,...
Схема на Датагоре. Новая статья Taschibra (Ташибра, Tashibra). Лабораторный импульсный блок питания. Часть 2. ЛБП на компараторах + блок защиты... Продолжая тему о быстром изготовлении лабораторного блока питания (далее ЛБП) из доступных...
Схема на Датагоре. Новая статья PIC16F873: универсальный таймер на 99 минут 59 секунд по мотивам блондинко-таймера Насти... Когда-то, в прошлом веке фотолюбители пользовались пленочными фотоаппаратами, которые заправлялись...
Схема на Датагоре. Новая статья Электронная импульсная нагрузка на базе TL494... Все электронщики, занимающиеся конструированием устройств электропитания, рано или поздно...
Схема на Датагоре. Новая статья Узел коммутации обмоток выходных трансформаторов ламповых усилителей... Последнее время все мучил меня вопрос о быстрой и безболезненной коммутации вторичных обмоток...
Схема на Датагоре. Новая статья Реинкарнация компьютерных БП. Часть 3.... Из все тех же деталей компьютерного БП, используя абсолютный их минимум и не меняя практически...
Схема на Датагоре. Новая статья Балластный регулятор для ветрогенератора (ветряка)... После того, как ветряк построен и работает, рано или поздно встает вопрос об утилизации лишней...
Схема на Датагоре. Новая статья Применение электронных трансформаторов Taschibra (Ташибра, Tashibra) в радиолюбительской практике... При сборке собственных конструкций проблема радиолюбителя номер два (после изготовления хорошего...
Схема на Датагоре. Новая статья "Бетник" для мощных транзисторов... Описана конструкция прибора для измерения коэффициента усиления мощных транзисторов. Несмотря...
Схема на Датагоре. Новая статья УМЗЧ класс "А". С лампами, но не ламповый!... Если посмотреть на фото этого усилителя, то первое, что приходит в голову: «Очередной гибридник с...
Схема на Датагоре. Новая статья Калькулятор электрика от Ivan219 [обновлено]... Текущая версия 2.0.9.30 Своего рода "кухонный комбайн" для радиолюбителя. Может кому-то облегчит...
Схема на Датагоре. Новая статья TDA7384... Микросхема TDA7384 представляет собой мостовой четырехканальный усилитель мощности ЗЧ с...
<
  • Главный редактор
11 августа 2011 01:05

Игорь Петрович Котов / Datagor

Цитата
  • С нами с 25.02.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 675 комментариев
  • 264 публикации
 
  • 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

Цитата
  • С нами с 16.06.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 31 комментарий
  • 4 публикации
 
  • 0
Как раз вот прикупил набор компонентов для этой схемы. Вот так совпадение. smile

<
  • Гражданин
11 августа 2011 01:22

Александр Мячин / alex-miatchin

Цитата
  • С нами с 1.12.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 55 комментариев
  • 7 публикаций
 
  • 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 Внуковский / if33

Цитата
  • С нами с 2.03.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 77 комментариев
  • 14 публикаций
 
  • 0
Очень полезная вещь. Спасибо за идею!

<
  • Прохожий
11 августа 2011 02:16

/ GALKIN

Цитата
  • С нами с --
  • 0 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 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

Цитата
  • С нами с --
  • 0 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Вот создал тему:

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

<
  • Гражданин
11 августа 2011 10:32

Сергей / metrolog

Цитата
  • С нами с 5.01.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 90 комментариев
  • 5 публикаций
 
  • 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

Цитата
  • С нами с 5.01.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 90 комментариев
  • 5 публикаций
 
  • 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

Цитата
  • С нами с 25.02.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 675 комментариев
  • 264 публикации
 
  • 0
metrolog,
спасибо, добавил в статью.

<
  • Гражданин
14 августа 2011 20:33

Вадим / Sat_cat

Цитата
  • С нами с 14.11.2008
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 10 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Вот это как раз то, чего мне и не хватает. Спасибо автору.

<
  • Гражданин
16 августа 2011 22:44

Александр / minchenko

Цитата
  • С нами с 16.06.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 31 комментарий
  • 4 публикации
 
  • 0
Привет всем. В статье которая мне попалась, вместо КТ972 использовали TIP31C транзистор.

<
  • Кандидат
17 августа 2011 04:08

Юрий Георгиевич / UR4WN

Цитата
  • С нами с 2.04.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 3 комментария
  • 0 публикаций
 
  • 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

Цитата
  • С нами с 25.02.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 675 комментариев
  • 264 публикации
 
  • 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.

<
  • Кандидат
20 апреля 2012 02:21

Евгений / jondanger

Цитата
  • С нами с 24.03.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 комментарий
  • 0 публикаций
 
  • 0
вот сделать бы ещё звуковое оповещения при подении напряжения,цены бы ему не было

<
  • Гражданин
12 сентября 2014 16:14

Василий Мельничук / korjavy

Цитата
  • С нами с 7.02.2013
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 16 комментариев
  • 18 публикаций
 
  • 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

Добавление комментария


Налетай! Паяльники, станции, жала с доставкой
  • smilelolbyewinkyahoocoollaughing
    crazybadcryingsadirefulsickstraight
    ballooncakegooddrinksmailbombsun
    nightrainstarscolddashguitar-manhandshake
    musicnegativenopardonshoksleepunknown
    wackoyawnblushbullyhashsmokingwhew
Скопируйте текст вашего комментария на случай неверного ответа на контрольный вопрос.