Самодельная нагрузка для проверки блоков питания: Самодельный Блок нагрузок для проверки БП компьютера

Самодельный Блок нагрузок для проверки БП компьютера

Проверять неисправный БП компьютера, подключая его к исправному системному блоку чревато выходом материнской платы и другого оборудования из строя. Ведь неизвестно, какие напряжения выдает БП, и если они завышены, то последствия могут быть серьезные, вплоть до выхода из строя материнской платы. Поэтому проверять и ремонтировать БП безопаснее и удобнее, подключая его к Блоку нагрузок. Блок нагрузок не сложно сделать самостоятельно и это целесообразно, если приходится периодически сталкиваться c необходимостью проверки блоков питания компьютеров.

Электрическая схема Блока нагрузок

Приведенная схема Блока нагрузок и индикации наличия напряжений, несмотря на свою простоту, позволяет даже без измерительных приборов, с помощью этого простейшего испытательного стенда моментально оценить работоспособность любого БП компьютера, даже не извлекая его из системного блока.

Для полноценной проверки БП компьютера, достаточно нагрузить его на 10% от максимальной мощности. Исходя из этих требований и выбраны номиналы нагрузочных резисторов стенда R1-R5 по шинам +3,3 В, +5 В и +12 В соответственно. Резисторы R6-R12 служат для ограничения тока через светодиоды для индикации наличия напряжения VD1-VD7. Выключатель S1 имитирует ключевой транзистор на материнской плате включения блока питания, как будто нажимается кнопка на системном блоке «Пуск». Переключатель служит для коммутации шин питающих напряжений к розетке, предназначенной для подключения измерительных приборов – вольтметра и осциллографа.

О цветовой маркировке проводов БП для подключения компьютера Вы можете узнать из статьи «Цветовая маркировка проводов».

Конструкция Блока нагрузок и индикации напряжений

Все детали Блока нагрузок собраны в корпусе блока питания от компьютера, отслуживший свой срок.

На одной из сторон установлены светодиоды, выключатель S1, розетка для подключения измерительных приборов и переключатель для коммутации.

На противоположной стороне стенда, на месте, где подключался шнур питания, закреплена печатная плата с двумя разными разъемами для возможности подключения любых моделей блоков питания. Плата вместе с разъемами выпилена из неисправной материнской платы. Снизу прикручены четыре ножки, которые улучшают отвод тепла и не дают винтам царапать поверхность стола.

Монтаж элементов стенда выполнен навесным способом. Резистор R5 мощностью 50 Вт закреплен на уголке, который привинчен к дну корпуса. Остальные мощные резисторы привинчены к алюминиевой пластине. Пластина закреплена к дну винтами на стойках. Светодиоды вклеены в отверстия корпуса клеем Момент, на их ножки напаяны токоограничительные резисторы. Так как при подключении источника питания, на нагрузочных резисторах выделяется много тепла, то в корпусе стенда оставлен родной кулер, который заодно выполняет функцию нагрузки по цепи -12 В. Резисторы R1-R5 применены переменные проволочные типа ППБ.

Проволочные переменные резисторы ППБ можно с успехом заменить постоянными типа ПЭВ, С5-35, С5-37, подключив их, как показано на схеме, подойдут и автомобильные лампочки, подобранные по мощности. Можно резисторы намотать и самостоятельно из нихромовой проволоки. Светодиоды можно применить любого типа. Для индикации напряжений положительной и отрицательной полярности лучше применить светодиоды разного цвета свечения. Для положительной полярности – красного, а для отрицательной – зеленого цвета.

Проверка БП компьютера

Проверку Блока питания компьютера проводить просто, достаточно подключить разъем блока к разъему Блока нагрузок и подать штатным шнуром на блок питания 220 В.

Когда выключатель S1 находится в разомкнутом положении, то должен светиться только один светодиод +5 B_SB. Это говорит о том, что схема формирования дежурного напряжения +5 В SB в Блоке питания работает и источник готов к запуску. После включения S1 сразу же должен заработать кулер и засветиться все светодиоды, кроме светодиода VD5, Power Good. Он должен засветиться с задержкой 0,1-0,5 секунд. Это время задержки подачи питающих напряжений на материнскую плату на время переходных процессов в Блоке питания при запуске. Отсутствие задержки может вывести материнскую плату из строя из-за подачи на нее ненормированных напряжений.

Если происходит так, как я описал, то Блок питания исправен. При размыкании S1 все светодиоды должны погаснуть, кроме, VD4 (+5 B SB). Напряжение -5 В в последних моделях Блоков питания компьютеров отсутствует и светодиод может не светиться. В Блоках питания последних моделей может также отсутствовать напряжение -12 В.

Для более детальной проверки Блока питания компьютера, необходимо подсоединить к разъему на лицевой стороне стенда-тестера вольтметр постоянного тока, мультиметр или стрелочный тестер, включенный в режим измерения постоянного напряжения и осциллограф. Устанавливая переключатель на стенде в нужные положения, проверяются все напряжения, а с помощью осциллографа измеряется размах пульсаций. Как видите, практически за минуту с помощью сделанного своими руками нагрузочного стенда, можно проверить любой Блок питания компьютера даже без приборов, не подвергая риску материнскую плату.

Отклонение питающих напряжений от номинальных значений и размах пульсаций не должны превышать значений, приведенных в таблице.

Таблица выходных напряжений и размаха пульсаций БП АТХ
Выходное напряжение, В	+3,3	+5,0	+12,0	-12,0	+5,0 SB	+5,0 PG	GND
Цвет провода	оранжевый	красный	желтый	синий	фиолетовый	серый	черный
Допустимое отклонение, %	±5	±5	±5	±10	±5	–	–
Допустимое минимальное напряжение	+3,14	+4,75	+11,40	-10,80	+4,75	+3,00	–
Допустимое максимальное напряжение	+3,46	+5,25	+12,60	-13,20	+5,25	+6,00	–
Размах пульсации не более, мВ	50	50	120	120	120	120	–

Напряжение +5 В SB (Stand-by) – вырабатывает встроенный в БП самостоятельный маломощный источник питания выполненный на одном полевом транзисторе и трансформаторе. Это напряжение обеспечивает работу компьютера в дежурном режиме и служит только для запуска БП. Когда компьютер работает, то наличие или отсутствие напряжения +5 В SB роли не играет. Благодаря +5 В SB компьютер можно запустить нажатием кнопки «Пуск» на системном блоке или дистанционно, например, с Блока бесперебойного питания в случае продолжительного отсутствия питающего напряжения 220 В.

Напряжение +5 В PG (Power Good) – появляется на сером проводе БП через 0,1-0,5 секунд в случае его исправности после самотестирования и служит разрешающим сигналом для работы материнской платы.

При измерении напряжений «минусовой» конец щупа подсоединяется к черному проводу (общему), а «плюсовой» – к контактам в разъеме. Можно проводить измерения выходных напряжений непосредственно в работающем компьютере.

Как сделать электронную нагрузку на ОУ для проверки, тестирования блоков питания, схема « ЭлектроХобби

Предлагаю вашему вниманию ознакомится с такой достаточно полезной схемой как электронная нагрузка, которая имеет возможность управлять силой тока, идущего через ее силовые, нагрузочные элементы. В этой схеме таковыми являются мощные биполярные транзисторы. Я поставил КТ8229, имеющие мощность 125 ватт и ток в коллекторной цепи до 25 ампер. То есть, подключая такие транзисторы параллельно друг другу и ставя их на достаточный радиатор с хорошим охлаждением можно их эмиттерно-коллекторный переходы использовать как нагрузочное сопротивление.

Мы на силовой транзисторный переход просто подсоединяем плюс и минус тестируемого источника питания. Когда операционный усилитель на выдает достаточное напряжение и ток на базу первого транзистора, силовые каскады находятся в закрытом состоянии и их внутреннее электрическое сопротивление бесконечно большое. Естественно, ток не течет по цепи. Постепенно мы начинаем переменным резистором изменять положение ползунка, что вызывает увеличение тока и напряжения на выходе операционника. И тут транзисторы начинают постепенно открываться, уменьшая свое внутреннее сопротивление. Чем больше мы выкрутим переменный резистор, тем меньшее сопротивление получим на силовых переходах мощных транзисторов.

Думаю сам смысл и задумка электронной нагрузки ясна. Пару слов о самих узлах этой схемы. Ну про силовые транзисторы уже сказал. Если не хватает мощности этой самодельной регулируемой электрической нагрузки, для постоянного тока, то мы просто увеличиваем количество транзисторных каскадов. Самый первый транзистор серии КТ817 нужен для предварительного усиления тока. Как известно, величина выходного тока на операционных усилителях достаточно мала. А для полного открытия транзистора КТ8229 и пропускания через себя все 25 ампер нужен входной ток базы до 5 ампер. Вот и получается, предварительный транзистор с большим коэффициентом усиления слабый выходной сигнал ОУ доводит до нужной величины для открытия мощных транзисторных каскадов.

Если не использовать ОУ, а просто на вход первого транзистора подсоединить переменное сопротивление, то схема будет работать очень нестабильно. На ее выходной ток будет влиять плавающее напряжение сети, различные скачки тока и напряжения, изменяющаяся температура самих транзисторов и т. д. Операционный усилитель имеет отрицательную обратную связь, что позволяет в большой степени убрать все эти негативные факторы и сделать регулируемый ток нагрузки стабильным. Поскольку ОУ хорошо работает при стабильном напряжении питания, то для него собрана простая схема стабилизатора напряжения на микросхема LM317. На входе стабилизатора 15 вольт, что идут от простого трансформаторного блока питания, а на выходе мы имеет стабильные 12 вольт.

Блок питания можно использовать маломощный, около 3-4 ватт. Поскольку сама схема ОУ, цифровой индикатор потребляют всего 30 мА, ну и плюс к этому ток питания охлаждающего вентилятора, который обычно лежит в пределах 200 мА. Я ранее сказал, что для базового перехода мощных транзисторов нужен ток до 5 ампер, а на схеме используется маломощный БП. Почему так? А основная часть тока, задействованная для работы мощных транзисторов берется от проверяемого блока питания, что позволяет сильно экономить мощность внутреннего блока питания на самой схеме электронной нагрузки. То есть, все маломощные цепи мы питаем от внутреннего БП, а все мощные цепи мы уже запитываем от внешнего БП.

При работе силовые транзисторы будут очень сильно греться, поэтому их нужно установить на радиаторе с вентилятором. Я для своей схемы поставил обычный радиатор, что взял от компьютерного процессора. На вентилятор я поставил выключатель. Если блок питания тестируется на небольших токах и малое время, то охлаждающий вентилятор можно и не включать, а вот когда мы проверяем БП на значительных токах и продолжительное время, то без кулера не обойтись

На схема регулируемой электронной нагрузки имеется подстроечный резистор, стоящий между минусом питания и 3-й ножкой ОУ. Им можно задавать степень максимального и минимального открытия силовых транзисторов. Просто вовсе не обязательно, чтобы при полном открытии мощных транзисторов их внутреннее сопротивление было меньше одного ома. Можно поставить минимальный предел на 5-10 ом. Ну, а переменными резисторами мы изменяем силу тока самой электронной нагрузки от максимального значения до минимального. Причем резисторов два, один для грубой настройке тока, а второй для точной.

В моей схеме стоит обычный Китайский цифровой вольтметр-амперметр. Пределы его измерений до 100 вольт и до 10 ампер. Если ваша электронная нагрузка должна работать с токами более 10 ампер, тогда и этот индикатор тока и напряжения нужно поставить соответствующий. Такие измерительные модули могут питаться от 4 до 28 вольт постоянного тока. Они достаточно надежны, точны, компактны. В них имеются подстроечные резисторы, которыми можно корректировать параметры измерения.

В целом эта схема регулируемой электронной нагрузки весьма хороша, имеет высокую стабильность, можно сделать ее с небольшими размерами, удобно, когда на передней панели сразу можно видеть и силу тока и падение напряжения тестируемого блока питания. Устройство проверено, доработано, полностью работоспособно.

P.S. Если вы решили не покупать низкоомные резисторы, стоящие в цепи эмиттеров мощных транзисторов, а намотать их сами, то стоит учесть следующее. Лучше мотать провод не обычный способом (намотка в одну сторону), а взять, сложить провод вдвое, концы припаять к каркасу (подходящий резистор), и начать мотать сразу двойным проводом, до этого сложенным вдвое. Что это нам даст? При обычной намотке мы получаем и резистор и индуктивность, что может отрицательно влиять на работу схемы. Когда же мы делаем намотку вторым способом, то индуктивность сводится к нулю, магнитные поля сами себя компенсируют. Тем самым мы получаем просто активное низкоомное сопротивление.

Схема фиктивной нагрузки

для тестирования источников питания и усилителей

В следующей статье описываются две простые схемы фиктивной нагрузки: первая может использоваться для тестирования сильноточных источников питания, а вторая конструкция может использоваться для тестирования больших усилителей мощности.

Предположим, у вас есть блок питания на 10 ампер, и вы хотите подтвердить выходной ток 10 ампер через некую фиктивную нагрузку, которая может поглощать ток 10 ампер. Для этого вам нужно будет построить приемник тока на 10 ампер, используя множество резисторов большой мощности, соединенных последовательно и параллельно. Такое расположение может быть чрезвычайно громоздким и громоздким.

Вместо этого, регулируемая транзисторная фиктивная схема нагрузки могла бы выполнять работу более эффективно, отводя ток 10 А от источника питания и помогая пользователю убедиться, что источник питания действительно способен обеспечить требуемый ток 10 А.

В этой схеме мощные транзисторы могут быть оптимизированы и настроены так, чтобы потреблять или шунтировать ток источника питания с определенной скоростью, которую можно регулировать с помощью потенциометра, что делает процедуру очень плавной и точной.

Вы можете тестировать источники питания и связанные с ними устройства при максимальном пиковом выходном токе, не прибегая к массивам мощных резисторов, используя эту схему с фиктивной нагрузкой, которая представляет собой не что иное, как простую схему стока тока транзистора.

Отсутствие необходимости в дорогостоящих неиндуктивных резисторах, регулируемый сток тока позволяет быстро регулировать нагрузку в широком диапазоне, независимо от источника напряжения. Таким образом, устраняется необходимость возиться с силовыми резисторами каждый раз, когда изменяются характеристики напряжения и/или выходного тока тестируемых источников питания или устройств, например, во время тестирования источников питания.

Как работает схема

Токовая нагрузка распределяется между транзисторами QL1 и QL2, которые уравновешены эмиттерными резисторами R1 и R2, величины которых должны находиться в диапазоне от 0,2 Ом до 0,1 Ом.

Таким образом, просто соединив силовые транзисторы QL1 и QL2, мы можем увеличить токовую нагрузку схемы до любого желаемого значения, ограниченного только абсолютными пределами транзисторов.

Некоторые распространенные нагрузочные транзисторы типа мусорной коробки, такие как, например, NPN 2N3055, могут иметь VCE 60 вольт, Ic около 15 ампер и рассеиваемую мощность 115 Вт.

Таким образом, при прочих равных условиях при оценке низковольтных источников питания наиболее важной характеристикой, которую необходимо учитывать, является рассеиваемая мощность.

Например, вы можете постоянно работать с напряжением 30 вольт при силе тока 20 ампер, подключив четыре обычных сборочных блока 2N5885 параллельно с четырьмя эмиттерными резисторами 0,1 Ом, 5 Вт. 2N5885 имеют характеристики, аналогичные 2N3055, но с рассеиваемой мощностью в диапазоне 200 Вт и током коллектора Ic около 25 ампер.

Кроме того, высоковольтный источник питания также может быть испытан, если в него включены транзисторы с высокими характеристиками VCE.

В любом случае базы нагрузочных транзисторов (QL1 и QL2) управляются заданным током «регулировки» через батарею или источник постоянного тока. Этот заданный ток регулирует ток, протекающий через транзистор Q1, который управляет током базы нагрузочных транзисторов QL1 и QL2.

НАСТРОЙКА ПРЕДУСТАНОВКИ, потенциометр R3, регулирует максимальное допустимое потребление тока, тогда как НАСТРОЙКА ТОКА, потенциометр R4, устанавливает диапазон тока.

Транзистор Q1 представляет собой типичный TIP35A, кремниевый силовой транзистор NPN, который может выдерживать напряжение до 350 В, а также имеет номинальный ток коллектора один ампер.

В этой схеме с фиктивной нагрузкой подойдут любые кремниевые силовые транзисторы NPN с коэффициентом hfe 50–150. 2N5682 — еще одна возможность для Q1.

Как настроить

Уровень настройки потенциометра ПРЕДУСТАНОВКИ, R3, определяется коэффициентом бета используемых транзисторов, а более высокий порог нагрузки определяется нагрузочными транзисторами.

Максимальная нагрузка регулируется потенциометром R3, а уровень тока легко регулируется, если установлен дополнительный амперметр или внешний амперметр. Для начала установите текущий потенциометр PRESET R3 на максимум, а CURRENT ADJ. потенциометр R4 на минимальное сопротивление.

Затем измерьте ток, потребляемый от соответствующего источника питания, подключенного к этой активной фиктивной нагрузке, и отрегулируйте заданное значение тока для достижения максимальной нагрузки, которую вы намереваетесь реализовать; и это все, что нужно!

Требуемая максимальная рассеиваемая мощность определяется количеством и типом используемых нагрузочных транзисторов.

Поэтому, если вы используете большое напряжение при чрезмерном токе в течение длительного периода времени, не превышайте их максимальную рассеиваемую мощность, иначе вы можете сжечь нагрузочные транзисторы.

В качестве альтернативы, если вы позволите температуре вашего нагрузочного транзистора нормализоваться в течение короткого промежутка времени, это, возможно, позволит вам превысить их постоянный предел рассеиваемой мощности.

Попробуйте реализовать умеренный рабочий цикл, который не выходит за пределы их оптимальной рабочей температуры.

Этот проект не предоставляет список компонентов, так как это подорвало бы цель проекта, который должен быть сделан из частей мусорных ящиков. Была выбрана 9-вольтовая транзисторная батарея, поскольку она работает как источник питания оптимального управления, который электрически изолирован, при этом снижая расходы до минимума.

Имитатор нагрузки для тестирования усилителей мощности

Следующая схема с фиктивной нагрузкой может быть эффективно использована для тестирования мощных усилителей мощности с динамиками на 8 Ом.

Схема довольно проста в построении, но после ее сборки и перед тестированием обязательно проверьте следующие условия:

Проверьте вентилятор, убедитесь, что он правильно вращается и производит оптимальный ветер при включении.

При проверке омметром между J1, J2 на измерителе должно быть 8 Ом. Сделайте то же самое на J3, J4, и результат должен быть таким же, то есть 8 Ом на счетчике.

Чтобы протестировать усилитель мощности с этой фиктивной нагрузкой, вы должны соединить выход усилителя между J1 и J2. Предпочтительно соединить землю выхода усилителя с J2.

Подключите анализатор искажений к J3, J4.

Подключить генератор частотой 1 кГц ко входу усилителя.

Включите вентилятор, затем включите усилитель и генератор 1 кГц.

После этого вы можете проверить характеристику искажения усилителя на измерителе анализатора искажений.

Обязательно используйте охлаждающий вентилятор, который эффективно охлаждает резисторы эквивалентной нагрузки в течение не менее 5 минут.

Не рекомендуется проводить испытания фиктивной нагрузки более 5 минут, иначе это может привести к повреждению резисторов.

Не забывайте использовать резисторы, не являющиеся проволочными, поскольку проволочные резисторы могут стать индуктивными и давать неверные результаты на измерителе-анализаторе искажений, а также могут вызвать перегрев резисторов.

Переменная фиктивная нагрузка для тестирования блока питания — Deeptronic

11 октября 2013 г. Хамуро Оставить комментарий

Рис. 1. Собранная фиктивная переменная нагрузка

Для проверки реальной мощности источника питания нам нужна нагрузка с переменным потреблением тока. Если у нас есть переменный резистор большой мощности, такой как проволочный резистор с ответвлениями, мы можем напрямую подключить этот резистор и провести некоторые измерения. К сожалению, этот тип резистора большой мощности дорог и не так гибок, поскольку имеет широкий диапазон регулировки.

Вот простое решение с использованием силового транзистора. Этот тип фиктивной нагрузки широко используется при тестировании источников питания. Пара Дарлингтона используется для обеспечения высокого входного импеданса, поскольку мы хотим использовать потенциометр низкой мощности для изменения нагрузки. Вот принципиальная схема цепи.

Рисунок 2. Принципиальная схема цепи с переменной нагрузкой

Построение схемы

Для транзистора необходимо установить радиатор, так как транзисторы работают в линейном режиме и рассеивают много тепла. Припаять все компоненты (кроме транзисторов) к матричной плате — это самый быстрый способ построить эту схему, это будет очень легко из-за своей простоты. Используйте высокий номинальный ток для Sw1 и используйте удобные клеммы для подключения амперметра, вольтметра и тестируемого источника питания. На Рисунке 1 видно, что мы используем клемму коробки динамика, чтобы упростить подключение и отключение амперметра, вольтметра и источника питания.

Выбор компонентов

Компоненты на принципиальной схеме не так важны. Первый параметр, который мы должны определить, — это максимальный ток и напряжение, с которыми будет работать наша фиктивная нагрузка. Допустим, нам нужна фиктивная нагрузка, которую можно настроить так, чтобы она потребляла максимум 3 А от источника питания 24 В. Вот несколько шагов для облегчения процесса выбора:

1. Выберите окончательный транзистор, способный работать с максимальным током и напряжением, 2N3055 будет безопасным, поскольку он выдерживает максимум 60 В и 15 А. Использование D313 в качестве последнего транзистора будет небезопасным, так как он выдерживает максимум 3А.
2. Выберите значение сопротивления R2. скажем, мы выбираем 1 Ом, тогда мощность будет квадратом тока, умноженного на сопротивление, мы получаем 9 Вт, и мы можем использовать 10 Вт, которые доступны на рынке.
3. Проверьте рассеиваемую мощность на конечном транзисторе, убедитесь, что он выдержит. При 3 амперах через R2 это означает, что напряжение на R2 равно току, умноженному на сопротивление = 3 А * 1 Ом = 3 вольт, а напряжение между коллектором и эмиттером конечного транзистора составляет 24–3 В = 21 В. Рассеиваемая мощность транзистора теперь составляет 3А*21В = 63 Вт. Теперь посмотрим на график снижения мощности конечного транзистора 2N3055. Найдите точку 63W и проследите, при каких градусах должна поддерживаться температура корпуса. Мы видим точку около 100°C, поэтому мы можем легко поддерживать температуру радиатора, погружая половину нижней части радиатора в воду. Можно оставлять воду закипающей в течение нескольких минут использования. Не любите промокать? Просто используйте большой радиатор и вентилятор!
4. Проверьте базовый ток и напряжение для работы с максимальным номиналом, разделив ток коллектора на коэффициент усиления по постоянному току транзистора, выберите подходящий транзистор для управления в конфигурации Дарлингтона или используйте подходящий потенциометр и резистор, если они достаточно малы.