Pozdrowienia mieszkańcy naszej strony!
Wszyscy wiemy, że chińskie sklepy i witryny internetowe sprzedają się elektroniczny Zestawy do majsterkowania Schematy, według których są tworzone, nie zostały stworzone przez Chińczyków, ani nawet przez inżynierów radzieckich. Każdy amatorski radiooperator potwierdzi, że podczas codziennych badań bardzo często należy załadować określone schematy w celu zidentyfikowania charakterystyk wyjściowych tych ostatnich. Obciążeniem może być konwencjonalna lampa, rezystor lub element grzejny nichrom.
Często ci, którzy studiują elektronikę mocy, mają problem ze znalezieniem odpowiedniego obciążenia. Aby sprawdzić charakterystykę wyjściową konkretnego zasilacza, czy to domowego, czy przemysłowego, wymagane jest obciążenie, ponadto obciążenie jest regulowane. Najłatwiejszym rozwiązaniem tego problemu jest użycie reostatów treningowych jako obciążenia.
Jednak znalezienie silnych reostatów jest obecnie problematyczne, ponieważ reostaty również nie są gumowe, ich odporność jest ograniczona. Jest tylko jedno rozwiązanie problemu - obciążenie elektroniczne. W obciążeniu elektronicznym cała moc jest przydzielana elementom mocy - tranzystorom. W rzeczywistości obciążenia elektroniczne można wykonać przy dowolnej mocy i są one znacznie bardziej uniwersalne niż konwencjonalny reostat. Profesjonalne elektroniczne urządzenia laboratoryjne kosztują mnóstwo pieniędzy.
Chińczycy, jak zawsze, oferują niezliczone analogi. Jedna z opcji dla takiego obciążenia 150 W kosztuje tylko 9-10 USD, to trochę za urządzenie, które w znaczeniu prawdopodobnie jest porównywalne z zasilaczem laboratoryjnym.
Ogólnie rzecz biorąc, autor tej domowej roboty AKA KASYAN postanowił stworzyć własną wersję. Znalezienie schematu urządzenia nie było trudne.
Obwód ten wykorzystuje układ wzmacniacza operacyjnego lm324, który zawiera 4 oddzielne elementy.
Jeśli przyjrzysz się uważnie obwodowi, od razu stanie się jasne, że składa się on z 4 oddzielnych obciążeń, które są połączone równolegle, dzięki czemu ogólna obciążalność obwodu jest kilkakrotnie większa.
Jest to tradycyjny stabilizator prądu na tranzystorach polowych, który można bez problemu wymienić na tranzystory bipolarne o przewodnictwie zwrotnym. Rozważ zasadę działania na przykładzie jednego z bloków. Wzmacniacz operacyjny ma 2 wejścia: bezpośrednie i odwrotne, cóż, 1 wyjście, które w tym obwodzie steruje potężnym tranzystorem polowym z kanałem n-kanałowym.
Jako czujnik prądu mamy rezystor o niskiej rezystancji. Aby obciążenie działało, potrzebny jest niskoprądowy zasilacz 12-15 V, a raczej jest on potrzebny do działania wzmacniacza operacyjnego.
Wzmacniacz operacyjny zawsze dąży do tego, aby różnica napięcia między jego wejściami wynosiła zero, i robi to poprzez zmianę napięcia wyjściowego. Kiedy zasilacz jest podłączony do obciążenia, na czujniku prądu powstaje spadek napięcia, im większy prąd w obwodzie, tym większy spadek na czujniku.
Tak więc na wejściach wzmacniacza operacyjnego otrzymujemy różnicę napięcia, a wzmacniacz operacyjny spróbuje zrekompensować tę różnicę, zmieniając napięcie wyjściowe przez płynne otwarcie lub zamknięcie tranzystora, co prowadzi do zmniejszenia lub zwiększenia rezystancji kanału tranzystorowego, a w konsekwencji prąd płynący w obwodzie zmieni się .
W obwodzie mamy źródło napięcia odniesienia i rezystor zmienny, którego obrót daje nam możliwość wymuszenia zmiany napięcia na jednym z wejść wzmacniacza operacyjnego, a następnie następuje wspomniany proces, w wyniku czego zmienia się prąd w obwodzie.
Obciążenie działa w trybie liniowym. W przeciwieństwie do impulsowego, w którym tranzystor jest całkowicie otwarty lub zamknięty, w naszym przypadku możemy sprawić, że tranzystor będzie otwarty tak, jak potrzebujemy. Innymi słowy, płynnie zmieniaj rezystancję jego kanału, a zatem zmieniaj prąd obwodu dosłownie z 1 mA. Należy zauważyć, że wartość prądu ustawiona przez rezystor zmienny nie zmienia się w zależności od napięcia wejściowego, czyli prąd jest stabilizowany.
W schemacie mamy 4 takie bloki. Napięcie odniesienia jest generowane z tego samego źródła, co oznacza, że wszystkie 4 tranzystory otworzą się równomiernie. Jak zauważyłeś, autor użył potężnych kluczy polowych IRFP260N.
Są to bardzo dobre tranzystory o mocy 45A i mocy 300 W. W obwodzie mamy 4 takie tranzystory i teoretycznie takie obciążenie powinno rozproszyć do 1200 W, ale niestety. Nasz obwód działa w trybie liniowym. Bez względu na to, jak mocny jest tranzystor, w trybie liniowym wszystko jest inne. Moc rozpraszania jest ograniczona przez obudowę tranzystora, cała moc jest uwalniana w postaci ciepła na tranzystor i musi mieć czas na przekazanie tego ciepła do grzejnika. Dlatego nawet najfajniejszy tranzystor w trybie liniowym nie jest tak fajny. W tym przypadku maksimum, które tranzystor w pakiecie TO247 może rozproszyć, wynosi około 75 W mocy, to wszystko.
Wymyśliliśmy teorię, teraz zacznijmy ćwiczyć.
Płytka drukowana został opracowany w ciągu zaledwie kilku godzin, okablowanie jest dobre.
Gotowa płyta musi być ocynowana, ścieżki zasilania wzmocnione drutem miedzianym jednożyłowym, a wszystko powinno być obficie wypełnione lutem, aby zminimalizować straty na rezystancji przewodów.
Płytka zapewnia miejsca do instalacji tranzystorów, zarówno w pakiecie TO247, jak i TO220.
W przypadku korzystania z tego ostatniego należy pamiętać, że maksimum, jakie może osiągnąć obudowa TO220, to niewielkie 40 W mocy w trybie liniowym. Czujniki prądu to rezystory 5W o niskiej rezystancji i rezystancji od 0,1 do 0,22 oma.
Wzmacniacze operacyjne są korzystnie montowane na gnieździe w celu montażu bez lutowania. Aby uzyskać dokładniejszą regulację prądu, dodaj kolejny 1 opornik o niskiej rezystancji do obwodu. Pierwszy pozwoli na zgrubną regulację, drugi bardziej płynny.
Środki ostrożności Obciążenie nie ma ochrony, więc musisz z niego mądrze korzystać. Na przykład, jeśli tranzystory 50 V znajdują się pod obciążeniem, zabrania się podłączania testowanych zasilaczy o napięciu powyżej 45 V. To był mały margines. Nie zaleca się ustawiania wartości prądu na więcej niż 20A, jeśli tranzystory znajdują się w obudowach TO247 i 10-12A, jeśli tranzystory znajdują się w obudowie TO220. I być może najważniejszym punktem nie jest przekraczanie dopuszczalnej mocy 300 W, jeśli stosowane są tranzystory w obudowie od TO247. Aby to zrobić, konieczne jest zintegrowanie watomierza z obciążeniem, aby monitorować rozproszoną moc i nie przekraczać maksymalnej wartości.
Autor zdecydowanie zaleca również stosowanie tranzystorów z tej samej partii, aby zminimalizować rozprzestrzenianie się charakterystyk.
Chłodzenie Mam nadzieję, że wszyscy rozumieją, że 300 W mocy pójdzie głupio na ogrzewanie tranzystorów, to jest jak grzejnik 300 W. Jeśli ciepło nie zostanie skutecznie usunięte, to tranzystory Khan, więc instalujemy tranzystory na masywnym jednoczęściowym radiatorze.
Miejsce dociśnięcia kluczowego podłoża do chłodnicy należy dokładnie wyczyścić, odtłuścić i wypolerować. Nawet małe nierówności w naszym przypadku mogą wszystko zepsuć. Jeśli zdecydujesz się rozprowadzić smar termiczny, zrób to cienką warstwą, używając tylko dobrego smaru termicznego. Nie musisz używać podkładek termicznych, nie musisz również izolować kluczowych podłoży od grzejnika, wszystko to wpływa na przenoszenie ciepła.
Cóż, teraz wreszcie sprawdźmy pracę naszego ładunku. Załadujemy tutaj taki laboratoryjny zasilacz, który daje maksymalnie 30 V przy prądzie do 7A, czyli moc wyjściowa wynosi około 210 W.
W samym obciążeniu w tym przypadku zainstalowano 3 tranzystory zamiast 4 ex, więc nie będziemy w stanie uzyskać całej mocy 300 W, jest to zbyt ryzykowne, a laboratorium nie da więcej niż 210 W. Tutaj widać 12-woltowy akumulator.
W tym przypadku służy tylko do zasilania wzmacniacza operacyjnego. Stopniowo zwiększamy prąd i osiągamy pożądany poziom.
30 V, 7 A - wszystko działa dobrze. Obciążenie przetrwało, mimo że klucze autora z różnych stron były boleśnie wątpliwe, ale były oryginalne, jeśli nie pękły od razu.
Takie obciążenie można wykorzystać do sprawdzenia mocy zasilaczy komputerowych i nie tylko. A także w celu rozładowania baterii, aby określić pojemność tego ostatniego. Ogólnie rzecz biorąc, szynki docenią zalety obciążenia elektronicznego. Jest to bardzo przydatne w amatorskim laboratorium radiowym, a moc takiego obciążenia można zwiększyć nawet do 1000 W poprzez równoległe włączenie kilku takich płyt. Schemat obciążenia 600 W przedstawiono poniżej:
Klikając link „Źródło” na końcu artykułu, możesz pobrać archiwum projektu z obwodem i płytką drukowaną.
Dziękuję za uwagę. Do zobaczenia wkrótce!
Wideo: