Zdravím obyvatelům našich stránek!
Všichni víme, že čínské internetové obchody a weby se prodávají elektronický DIY sady Programy, podle nichž jsou vyrobeny, nebyly vytvořeny Číňany ani sovětskými inženýry. Jakýkoli amatérský rozhlasový operátor potvrdí, že během každodenních průzkumů velmi často musí někdo načíst určitá schémata, aby identifikoval jeho výstupní charakteristiky. Zátěž může být konvenční lampa, rezistor nebo nichromový topný článek.
Ti, kdo studují výkonovou elektroniku, často čelí problému nalezení správné zátěže. Kontrola výstupních charakteristik konkrétního napájecího zdroje, ať už je to domácí nebo průmyslový, zátěž je vyžadována, zátěž je navíc nastavitelná. Nejjednodušším řešením tohoto problému je použití tréninkových reostatů jako zátěže.
Ale najít silné reostaty v těchto dnech je problematické, kromě reostatů také nejsou pryž, jejich odpor je omezený. Existuje pouze jedno řešení problému - elektronické zatížení. V elektronické zátěži je veškerá energie přidělena výkonovým prvkům - tranzistorům. Ve skutečnosti lze elektronická zatížení provádět při jakékoli síle a jsou mnohem univerzálnější než konvenční reostat. Profesionální laboratorní elektronická zátěž stojí tunu peněz.
Číňané jako vždy nabízejí nespočet analogů. Jedna z možností pro takové zatížení 150 W stojí pouze 9–10 $, je to trochu pro zařízení, které je zřejmě pravděpodobně srovnatelné s laboratorním napájením.
Obecně se autor tohoto domácího AKA KASYAN rozhodl vytvořit vlastní verzi. Najít schéma zařízení nebylo obtížné.
Tento obvod používá operační zesilovací čip lm324, který obsahuje 4 samostatné prvky.
Pokud se podíváte pozorně na obvod, okamžitě je zřejmé, že se skládá ze 4 samostatných zátěží, které jsou zapojeny paralelně, díky čemuž je celková zátěž obvodu několikrát větší.
Jedná se o běžný stabilizátor proudu na tranzistorech s polním efektem, který lze bez problémů nahradit bipolárními tranzistory s reverzní vodivostí. Zvažte princip fungování na příkladu jednoho z bloků. Operační zesilovač má 2 vstupy: přímý a inverzní, dobře, 1 výstup, který v tomto obvodu řídí výkonný tranzistor s n-kanálovým polním efektem.
Jako proudový senzor máme odpor s nízkým odporem. Aby zátěž fungovala, je zapotřebí nízkoproudé napájení 12-15V, nebo spíše pro provoz operačního zesilovače.
Operační zesilovač se vždy snaží zajistit, aby byl rozdíl napětí mezi jeho vstupy nulový, a to změnou výstupního napětí. Když je napájení připojeno k zátěži, na proudovém senzoru se vytvoří pokles napětí, čím větší je proud v obvodu, tím větší je pokles na senzoru.
Na vstupech operačního zesilovače tedy získáme rozdíl napětí a operační zesilovač se bude snažit tento rozdíl kompenzovat změnou svého výstupního napětí plynulým otevřením nebo uzavřením tranzistoru, což povede ke snížení nebo zvýšení odporu tranzistorového kanálu, a v důsledku toho se bude měnit proud protékající obvodem. .
V obvodu máme zdroj referenčního napětí a variabilní rezistor, jehož rotace nám dává příležitost vynutit změnu napětí na jednom ze vstupů operačního zesilovače, a poté nastane výše uvedený proces a v důsledku toho se mění proud v obvodu.
Zatížení běží v lineárním režimu. Na rozdíl od pulzního, ve kterém je tranzistor buď zcela otevřený nebo uzavřený, můžeme v tomto případě tranzistor otevřít tak, jak potřebujeme. Jinými slovy, plynule změňte odpor svého kanálu, a proto změňte proud obvodu doslova z 1 mA. Je důležité si uvědomit, že hodnota proudu nastavená proměnným odporem se nemění v závislosti na vstupním napětí, to znamená, že proud je stabilizován.
Ve schématu máme 4 takové bloky. Referenční napětí je generováno ze stejného zdroje, což znamená, že všechny 4 tranzistory se otevřou rovnoměrně. Jak jste si všimli, autor použil silné klíče pole IRFP260N.
Jedná se o velmi dobré tranzistory s výkonem 45A, 300W. V obvodu máme 4 takové tranzistory a teoreticky by taková zátěž měla rozptylovat až 1200 W, ale bohužel. Náš obvod pracuje v lineárním režimu. Bez ohledu na to, jak silný je tranzistor, v lineárním režimu je všechno jiné. Rozptylový výkon je omezen tranzistorovým případem, veškerý výkon je uvolňován ve formě tepla na tranzistoru a musí mít čas na přenos tohoto tepla do radiátoru. Proto ani ten nejchladnější tranzistor v lineárním režimu není tak cool. V tomto případě je maximum, které tranzistor v balíčku TO247 může rozptýlit, někde kolem 75 W energie, to je vše.
Přišli jsme na teorii, nyní pojďme cvičit.
Obvodová deska byl vyvinut během několika hodin, zapojení je dobré.
Hotovou desku je nutné pocínovat, energetické dráhy vyztužené měděným drátem s jedním jádrem a vše je hojně vyplněno pájkou, aby se minimalizovaly ztráty na odporu vodičů.
Deska poskytuje sedadla pro instalaci tranzistorů, a to v balení TO247 i TO220.
V případě použití posledně jmenovaného je třeba si pamatovat, že maximum, které je podvozek TO220 schopen, je skromný výkon 40 W v lineárním režimu. Proudové senzory jsou odpory 5W s odporem 0,1 až 0,22 ohmů.
Operační zesilovače jsou přednostně namontovány na patici pro připájení bez pájení. Pro přesnější regulaci proudu přidejte do obvodu další 1 odpor s nízkým odporem. První umožní hrubé nastavení, druhý hladší.
Opatření Zátěž nemá žádnou ochranu, takže ji musíte používat rozumně. Například, pokud jsou v zátěži tranzistory 50V, je zakázáno připojovat testované zdroje napájení s napětím vyšším než 45V. No, to byl malý okraj. Nedoporučuje se nastavit aktuální hodnotu na více než 20A, pokud jsou tranzistory v případech TO247 a 10-12A, pokud jsou tranzistory v případě TO220. A možná nejdůležitějším bodem není překročit přípustný výkon 300 W, pokud jsou použity tranzistory v pouzdru z TO247. K tomu je nutné do zátěže integrovat wattmetr, aby bylo možné sledovat rozptýlený výkon a nepřekračovat maximální hodnotu.
Autor také důrazně doporučuje používat tranzistory ze stejné šarže, aby se minimalizovalo šíření charakteristik.
Chlazení. Doufám, že každý chápe, že 300W energie půjde hloupě pro vytápění tranzistorů, je to jako 300W topení. Pokud není teplo účinně odváděno, pak tranzistory Khan, takže instalujeme tranzistory na masivní jednodílný radiátor.
Místo, kde je klíčový substrát přitlačen k chladiči, musí být důkladně očištěno, odmaštěno a vyleštěno. I malé hrboly v našem případě mohou všechno zničit. Pokud se rozhodnete šířit tepelné mazivo, udělejte to tenkou vrstvou, používejte pouze dobré tepelné mazivo. Nemusíte používat tepelné podložky, nemusíte také izolovat klíčové substráty od radiátoru, to vše ovlivňuje přenos tepla.
Teď, konečně, pojďme zkontrolovat práci našeho nákladu. Naložíme zde takový laboratorní zdroj energie, který dává maximum 30 V při proudu až 7 A, to znamená, že výstupní výkon je asi 210 W.
V samotné zátěži jsou v tomto případě nainstalovány 3 tranzistory místo 4, takže nebudeme schopni získat všech 300 W energie, je to příliš riskantní a laboratoř nevydá více než 210 W. Zde si můžete všimnout 12 V baterie.
V tomto případě je to pouze pro napájení operačního zesilovače. Postupně zvyšujeme proud a dosahujeme požadované úrovně.
30V, 7A - vše funguje dobře. Zatížení vydrželo navzdory skutečnosti, že autorovy klíče od různých stran byly bolestně pochybné, ale byly originální, pokud neprolomily najednou.
Takové zatížení lze použít ke kontrole napájení počítačových zdrojů i mimo ně. A také za účelem vybití baterie, identifikaci její kapacity. Obecně platí, že šunky ocení výhody elektronického zatížení. Tato věc je opravdu užitečná v radioamatérské laboratoři a výkon takové zátěže může být zvýšen dokonce až na 1000 W paralelním zapojením několika takových desek. Schéma zatížení 600 W je uvedeno níže:
Kliknutím na odkaz „Zdroj“ na konci článku si můžete stáhnout archiv projektu s obvodem a deskou plošných spojů.
Děkuji za pozornost. Uvidíme se brzy!
Video: