Postupem času jsem nashromáždil určitý počet různých čínských AC-DC převodníků pro nabíjení baterií mobilních telefonů, světel, tabletů a malých spínacích zdrojů pro elektronický řemesla a ve skutečnosti samotné baterie. V případech se často uvádějí elektrické parametry zařízení, ale protože je často nutné zabývat se čínskými výrobky, kde je posvátné přeceňovat výkon, nebylo by vhodné zkontrolovat skutečné parametry zařízení před použitím pro řemesla. Kromě toho je možné použít zdroje napájení bez případu, kdy informace o jejich parametrech nejsou vždy k dispozici.
Mnozí mohou říci, že stačí použít výkonné proměnné nebo konstantní rezistory, automobilové lampy nebo jednoduše nichromové spirály. Každá metoda má své nevýhody a výhody, ale hlavní věc je, že použití těchto metod hladkého přizpůsobení proudu je poměrně obtížné dosáhnout.
Proto jsem pro sebe shromáždil elektronickou zátěž operačních zesilovačů LM358 a složený tranzistor KT827B s testováním napájecích zdrojů s napětím od 3 V do 35 V. V tomto zařízení je proud procházející zátěžovým prvkem stabilizován, takže prakticky nepodléhá kolísání teploty a nezávisí na napětí zkoušeného zdroje, což je velmi výhodné při odstraňování zátěžových charakteristik a provádění dalších testů, zejména dlouhých.
Materiály:
- čip LM358;
- tranzistor KT827B (složený NPN tranzistor);
- odpor 0,1 Ohm 5 W;
- odpor 100 ohmů;
- odpor 510 ohmů;
- odpor 1 kΩ;
- rezistor 10 kOhm;
- variabilní rezistor 220 kOhm;
- nepolární kondenzátor 0,1 μF;
- oxidační kondenzátor 2 ks 4,7 uF x 16V;
- oxidový kondenzátor 10 uF x 50V;
- hliníkový chladič;
- stabilní napájení 9-12 V.
Nástroje:
- páječka, pájka, tavidlo;
- elektrický vrták;
- skládačka;
- cvičení;
- klepněte na M3.
Montážní návod k zařízení:
Princip činnosti. Zařízení je z principu činnosti zdrojem proudu, který je řízen napětím. Výkonný kombinovaný bipolární tranzistor KT 827B s kolektorovým proudem Ik = 20A, zisk h21e vyšší než 750 a maximální rozptyl výkonu 125 W je ekvivalentem zátěže. 5W rezistor R1 - proudový senzor. Rezistor R5 mění proud přes odpor R2 nebo R3 v závislosti na poloze spínače a podle toho na něm napětí. Zesilovač se zápornou zpětnou vazbou od emitoru tranzistoru k invertujícímu vstupu operačního zesilovače je sestaven na operačních zesilovačích LM358 a tranzistoru KT 827B. Účinek OOS spočívá v tom, že napětí na výstupu op-amp způsobuje takový proud přes tranzistor VT1, takže napětí na rezistoru R1 je stejné jako napětí na rezistoru R2 (R3). Proto rezistor R5 reguluje napětí na rezistoru R2 (R3) a podle toho i proud skrz zátěž (tranzistor VT1). Když je operační zesilovač v lineárním režimu, uvedená hodnota proudu přes tranzistor VT1 nezávisí ani na napětí na jeho kolektoru, ani na posunu parametrů tranzistoru, když je zahříván. Obvod R4C4 potlačuje samočinné buzení tranzistoru a zajišťuje jeho stabilní provoz v lineárním režimu. K napájení zařízení je třeba napětí od 9 V do 12 V, které musí být stabilní, protože na něm závisí stabilita zátěžového proudu. Zařízení spotřebovává maximálně 10 mA.
Pracovní postup
Elektrický obvod je jednoduchý a neobsahuje mnoho komponent, takže jsem se neobtěžoval deskou plošných spojů a namontoval ji na prkénko. Rezistor R1 zvednutý nad deskou, protože je velmi horký. Je vhodné vzít v úvahu umístění rádiových komponent a neumístit elektrolytické kondenzátory blízko R1. To se mi nepodařilo úplně (ztratil jsem z dohledu), což není úplně dobré.
Výkonný kompozitní tranzistor KT 827B instalovaný na hliníkovém chladiči. Při výrobě chladiče by měla být jeho plocha nejméně 100 - 150 cm2 při 10 wattech rozptylu energie. Použil jsem hliníkový profil z nějakého fotografického zařízení s celkovou plochou asi 1000 cm2. Před instalací tranzistoru VT1 očistil povrch chladiče od barvy a aplikoval tepelně vodivou pastu KPT-8 na místo instalace.
Můžete použít jakýkoli jiný tranzistor řady KT 827 s jakýmkoli písmenem.
Namísto bipolárního tranzistoru můžete v tomto obvodu použít n-kanálový tranzistor IRF3205 nebo jiný analog tohoto tranzistoru, ale musíte změnit hodnotu rezistoru R3 na 10 kOhm.
Existuje však riziko tepelného rozkladu tranzistoru s efektem pole s rychlou změnou procházejícího proudu z 1A na 10A. Je velmi pravděpodobné, že pouzdro TO-220 není schopno přenést takové množství tepla v tak krátké době a zevnitř se vaří! Ke všemu, co můžete přidat, můžete stále narazit na falešný rádiový komponent a pak budou parametry tranzistoru zcela nepředvídatelné! Buď hliníkové pouzdro KT-9 tranzistoru KT827!
Možná, že problém lze vyřešit instalací paralelně 1-2 stejných tranzistorů, ale prakticky jsem to nekontroloval - stejný počet tranzistorů IRF3205 není k dispozici.
Kryt pro elektronické zatížení působící vadným autorádiem. Je k dispozici držadlo pro přenášení zařízení. Gumové nožičky umístěné dole, aby se zabránilo sklouznutí. Jako nohy jsem používal čepice z bublin pro lékařské přípravky.
Na předním panelu pro připojení napájecích zdrojů je umístěna dvoukolíková akustická svorka. Používají se na zvukových reproduktorech.
K dispozici je také knoflík pro regulátor proudu, tlačítko zapnutí / vypnutí zařízení, elektronický spínač provozního režimu zátěže, ampervoltmetr pro vizuální monitorování procesu měření.
Na čínské stránce byl objednán ampervoltmetr ve formě hotového zabudovaného modulu.
Elektronická zátěž pracuje ve dvou zkušebních režimech: první od 70 mA do 1A a druhý od 700 mA do 10A.
Zařízení je napájeno stabilizovaným spínacím napájecím napětím 9,5 V.
Při připojování elektronické zátěže se na ampérmetru zobrazí hodnota 0,49V (hodnota se může lišit). To je vlastnost činnosti operačního zesilovače LM358 a kompozitního tranzistoru KT827, to však nijak neovlivňuje přesnost měření. Pokud chcete estetický vzhled, můžete použít tranzistor s efektem pole, odečty budou 0 V. Opět opakuji - tyto hodnoty neovlivňují přesnost měření!
Závěr
S touto elektronickou zátěží jsem byl schopen stlačit asi 100 wattů s 12V napájením, možná více, ale není co kontrolovat. Hladké nastavení proudu, minimální teplotní posun a nezávislost na napětí testovaného zdroje vám umožní přesněji určit vlastnosti testovaného zdroje energie.
Toto zařízení je vhodné pro testování jednotlivých zdrojů energie, ale pokud k této záležitosti přistupujete rozumně, můžete na jeho základě vytvořit vícekanálové zařízení pro kontrolu například napájení počítače.