Электронная нагрузка схема на 3000 ватт: Электронная нагрузка схема на 3000 ватт

Содержание

Электронная нагрузка схема на 3000 ватт

На чтение 30 мин Просмотров 220 Опубликовано

Модульная электронная нагрузка

Автор: KomSoft
Опубликовано 17.02.2015
Создано при помощи КотоРед.

Еще одно достаточно простое устройство, которое необходимо тем, кто постоянно имеет дело с изготовлением и/или ремонтом блоков питания. Легко адаптируется и масштабируется под свои задачи и собирается из имеющихся под рукой остатков потрошеных блоков питания, материнок и пр.

История.

Понадобилась как-то протестировать очередной блок питания, а резистора необходимой мощности и сопротивления под рукой не оказалось. Поскольку эта ситуация происходила не первый раз и изрядно надоела, пришлось по-быстрому сделать электронную нагрузку. Поиск в Интернете показал самую простую схему «Электронная нагрузка из операционного усилителя и мощного полевого транзистора» [1]:

Что и было по-быстрячку с небольшими модификациями успешно сделано, а потом и переделано.

Но чувство внутренней неудовлетворенности не дает покоя. А какой нужен радиатор? А если понадобиться больший ток? А как задействовать вторую половину операционника?

Порывшись на складах и найдя оставшиеся от замены вентиляторов на процессорах подходящие по размеру радиаторы (муха не сидела!), которые с трудом, но влезли в корпус от компьютерного БП, рабочая лаборатория была расширена Модульной электронной нагрузкой.

Модульная электронная нагрузка (первый вариант).

Да, радиаторы влезли, а вот вентилятор пришлось прикрутить снаружи.

В принципе, подобных устройств в интернете много, но это отличается возможностью расширения для получения необходимой токовой нагрузки и простотой подключения амперметра, не требующего огромных и низкоомных шунтов на большие токи.

Устройство представляет собой двухполюсник, не требующий внешнего питания (питается от испытуемого блока) и работающий в диапазоне напряжений 2,5-25В. Данная конструкция рассчитана на ток до 20А, но как мне кажется, легко масштабируется до 100А и более увеличением количества модулей. Также заменой модулей питания и транзисторов можно модифицировать под более высокие напряжения.

Схема устройства состоит из независимых сдвоенных модулей нагрузки и модуля управления:

Модуль нагрузки.

Модули нагрузки конструктивно сдвоенные, чтобы использовать оба канала операционника. Каждое плечо модуля при таких номиналах (R22=0.1 Ohm) и максимального управляющего напряжения Uref = 0.4В позволяет стабилизировать ток до 4А. Такой ток выбран исходя из того, что при максимальном напряжении 25В на транзисторе будет рассеиваться около 80Вт. Если не планируется использовать нагрузку при больших напряжениях, максимальный ток можно увеличить, уменьшив сопротивление резистора R22 и пересчитав остальную часть схемы по приведенным ниже формулам. Максимальное входное напряжение определяется рассеиваемой на транзисторах мощностью и максимальным напряжением элементов схемы (транзисторы, операционники, TL431).

Число модулей можно увеличивать для достижения необходимого тока нагрузки.

Рассмотрим работу модуля нагрузки на примере верхнего (по схеме) плеча. На U20, Q20 и R22 собран стабилизатор тока, управляемый напряжением по входу «+». Светодиод HL20 – для контроля наличия напряжения на модуле (заваляласть у меня парочка выпаяных SMD). Резистор R21 – чтобы при обрыве проводника с управляющим напряжением ток не начал определяться наводками и помехами. Резистор R24 используется для суммирования токов на измеритель. Диоды VD20-VD22 – для защиты от переполюсовки (периодически путаю красный с черным, сапером работать нельзя!).

Напряжение от испытуемого блока питания подается на контакты «U+» и «Gnd». На вход Uref подается управляющее напряжение от

модуля управления. С выхода Uti снимается сигнал на модуль индикации для работы сумматора токов. Резистор-перемычка R26 – для удобства разводки платы.

Вентилятор охлаждения подключается на один из модулей параллельно транзистору к точкам Jmp27-Jmp26 (Cooler+, Cooler-). Это обеспечивает учет тока через вентилятор сумматором.

Таким образом минимальный ток через электронную нагрузку примерно равен току через вентилятор+25мА (операционники и пр.).

Фото готового сдвоенного модуля нагрузки.

Все детали паяются как SMD, т.е. со стороны дорожек. Транзисторы с диодами выступают за плату и прижаты к радиаторам через резиновые термопроводные прокладки и термопасту, образуя вместе с прикрученой платой жесткую конструкцию.

Каждый модуль подключается отдельными толстыми (и короткими) проводами непосредственно на входные клеммы (на фото – красный и черный). Тонкими проводами (на фото – белый и зеленый) подается опорное напряжение и снимается сигнал с шунта для измерения тока. Транзисторы я использовал 40N03, но по-моему подойдут любые аналогичные более дешевые типа IRFZ44, поскольку их основная задача – греться, а основной параметр – рассеиваемая мощность. Диодные сборки – от блоков питания AT(X), от них же и большая часть остальных деталей.

Модуль управления.

Модуль управления состоит из источника опорного напряжения Uref, который задает максимальный ток через нагрузку и неинвертирующего сумматора с усилением, который суммирует значения токов всех модулей.

В качестве источника опорного напряжения применена TL431 – для работы в широком диапазоне входных напряжений (от 3 до 25В).

Неинвертирующий сумматор с усилением построен по стандартной схеме и суммирует падение напряжений на токозадающих резисторах *R22 (R23 и других модулей). Состоит из U1, обвязки и суммирующих резисторов R24-R25, расположеных на модулях. Стандартная формула для расчета

коэффициента усиления К расписана на схеме. Коэффициент усиления К нужно пересчитывать в зависимости от числа подключеных модулей. Сумматор обеспечивает выход на блок измерения тока, например для тока через нагрузку 10А (по 2.5А на каждом из 4 модулей, по 0.25В на резисторах R22-R23) на выходе будет 1В. При расчетах следует учесть, что из-за особенностей микросхемы LM358 при напряжении питания 5В на ее выходе напряжение не поднимется выше 3.5В.

Расчет сумматора проводится в такой последовательности:

  1. Из конструктива берем число модулей: N
  2. Исходя их максимального тока всего блока Imax и сопротивления токозадающих резисторов (R22-R23) определяем максимальное «токовое напряжение» одного модуля (падение напряжения на R22-R23): Ui= Imax * R22 / N
  3. Задаем максимальное выходное напряжение сумматора (для подачи на измерительный модуль): Usum
  4. Вычисляем коэффициент усиления сумматора: К = Usum / (Ui * N)
  5. Вычисляем соотношение резисторов для сумматора: (R4+R5) = R3 * (K * N – 1) = R3 * (Usum / Ui – 1)

Например, при Uref(max)=0.5В, R23=R22=0.1 Ohm, Imax(для одного модуля)=5А. Для 4-х модулей (двух сдвоенных) – N=4, Imax=20А.

Отсюда для Usum=UOutMax=2В получаем К=1, (R4+R5) = 3 * R3. Аналогично для Usum=UOutMax=1В получаем К=0.5, (R4+R5) = R3

При изменении количества модулей нужно пересчитать резисторы сумматора!

Настройка сумматора заключается в подстройке резистором R4 коэффициента усиления, чтобы напряжение на выходе соответствовало току через нагрузку.

Диод VD1 – защита от переполюсовки.

Фото модуля управления. Справа видно, что первоначально планировалось ставить стабилитрон, но потом переиграно на TL431.

Модуль индикации.

В принципе можно использовать любой с соответствующими пределами (или входными делителями). Подключается к разъему XP1 «Выход на измеритель» по такой схеме: 1 – корпус, 2 – ключ, 3 – питание измерителя (в первом варианте контакты 3 и 4 объединены, во втором – питание отделено от измеряемого напряжения), 4 – входное напряжение нагрузки, 5 – ток нагрузи.

Я использовал слегка измененный (добавил защитные стабилитроны по входам и вернул подстроечный резистор по напряжению) «Суперпростой амперметр и вольметр на супердоступных деталях II (автовыбор диапазона)» с сайта https://vrtp.ru/index.php?act=categories&CODE=article&article=2792 от Eddy71 , который после полугода задалбываний (не только моих) любезно предоставил прошивку для «сильнотокового» режима до 99,9А [2]. Модуль индикации сфотографирован еще в процессе настройки, поэтому на нем висят всякие лишние детали.

Особенности работы (недостатки).

Модульня электронная нагрузка в первом варианте начинает устойчиво работать примерно от 5 вольт или выше, т.к. при более низком напряжении плохо работают модули нагрузки, не работает модуль индикации, не запускается вентилятор. А ведь добавлять отдельный блок питания лень, хочется оставить двухполюсник. Думаем, развиваем конструкцию, добавляем модули и получаем.

Модульная электронная нагрузка (второй вариант).

Пошерстив еще интернет в поисках решений, слегка изменена схема коммутации модулей. Чтобы нагрузка работала при меньшем напряжении (до 2.5В), нужно операционники и схему управления запитать через преобразователь, например через StepUp, от более высокого напряжения. Такое решение применено в «Эквивалент нагрузки с индикацией» [3].

В принципе, моя конструкция отличается от «Эквивалента нагрузки с индикацией» только модульностью и возможностью расширения (указаную выше статью я нашел, когда первый вариант моего устройства был уже собран). Поэтому добавлены модули питания (преобразователей напряжения) для модуля управления и вентилятора. А заодно изучена и на практике проверена топология

SEPIC.

Таким образом в первую версию внесены следующие изменения.

  1. Добавлены резисторы и конденсаторы в затворы транзисторов для снижения помех.
  2. Все управление (операционники в модулях нагрузки и модуле управления) а также модуль индикации запитаны от отдельного источника напряжения (назовем его Модуль Step-Up).
  3. Вентилятор запитан от второго источника, назовем его Модуль Back-Boost.
  4. При переходе от первой версии даже не пришлось резать дорожки – были отпаяны диоды VD1, VD20 и питание подано в соответствующие точки, что показало готовность первой версии изделия к усовершенствованию и развитию.

Почему добавлено два модуля?

Потому, что я хочу учитывать ток, потребляемый преобразователем вентилятора в общем токе нагрузки. К сожалению, ток преобразователя для питания модуля индикации и модуля управления не учитывается в измерениях, но он достаточно мал – 50-100мА по сравнению с тем, на который расчитана вся система.

Дополнительные модули питания собраны на MC34063. По принципам их работы отошлю к [4] «Повышающе-понижающий преобразователь напряжения для зарядки КПК от батареек» (https://www.radiohlam.ru/pitanie/KPK_sepic_34063.htm). Там же находится калькулятор для расчета подобных схем.

Модуль Step-Up (Модуль питания схем управления).

Собран по типовой схеме со стабилизатором на выходе. При входных напряжениях ниже 12В работает схема Step-Up, выдавая на выходе 11.5В, которые 78M09 стабилизирует до 9В. При повышении входного напряжения выше 12В схема отключается, пропуская все через себя на 78M09. Модуль порадовал тем, что запускается и работает при входном напряжении 2.5В .

Детали стандартные, без особенностей, SMD элементы размера 1206. Диод VD1 – шоттки, снят с платы винчестера. Конструктивно модуль крепится к корпусу, играющему роль радиатора, за 78M09, что не помешает при входных напряжениях выше 15В (все-таки модуль индикации кушает 50-80мА). Тестирование показало, что не стоит жадничать со входным конденсатором С1 – лучше поставить его 470-1000 мкФ, чтобы уменьшить импульсную помеху, которая пролезет на тестируемый блок питания.

Фото модуля питания схем управления

Рисунок платы и расположение деталей модуля питания схем управления

Модуль Back-Boost (Модуль питания вентилятора).

Собрать модуль по такой же схеме, как предыдущий, не удалось. Средний ток потребления стандартного вентилятора составляет 120-200мА и расчеты показывают, что при входном напряжении около 5В ток ключа микросхемы MC34063 достигает максимально допустимого 1500мА, а при снижении входного напряжения до 3В превысит его.

К тому же жалко повышать напряжение преобразователем до 15В, а потом снижать его стабилизатором до 7В для снижения оборотов вентилятора. Поэтому применена (а заодно и проверена на практике) топология SEPIC и внешний транзистор.

Останавливаться на работе схеме не буду, все описано в первоисточнике [4]. Мной в схему добавлен терморезистор в цепь обратной связи – чтобы зря не гонять воздух через холодные радиаторы. Т.е. цепь обратной связи, задающая выходное напряжение, состоит из верхнего плеча (R3) и параллельно-последовательного нижнего (R4, R5 и терморезистор R41). Простую формулу расчета вывести не удалось, поэтому прилагаю файл расчета резисторов делителя ElectronicLoad.

Результат работы Модуля Back-Boost заключается в том, при изменении входного напряжения от 4 до 25В на выходе будет стабильные 12Вольт (без применения терморезистора). А терморезистор добавляет функцию автоматической регулировки выходного напряжения от 8В при холодных радиаторах до 12,5В при нагретых. Терморезистор на проводочках вставляется в ребра радиатора Модуля нагрузки.

Детали такие же, как в предыдущем модуле. Транзистор Q1 можно ставить и менее мощный на ток от 3-4А, у меня стоит выпаяный с какой-то материнки 55N03 пока работает, хотя по напряжению маловато. Аналогично не стоит жадничать со входным конденсатором С1 – лучше поставить его 470-1000 мкФ, чтобы уменьшить импульсную помеху, которая пролезет на тестируемый блок питания. А вот выходной С3 увеличивать не стоит, можно даже уменьшить – вентилятору все равно.

Модуль Back-Boost имеет стандартные разъемы для подключения вентилятора (папа и мама) и просто включается перед вентилятором в разрыв цепи. Работает удовлетворительно, но при определенных напряжениях греется дроссель L1. Из существенных недостатков – не работает при входном напряжении ниже 4В. Но я вряд-ли буду использовать устройство при таких напряжениях, поэтому оставил все как есть.

Дальнейшие исследования показали, что при напряжении ниже 4В модуль работает, но обеспечивает необходимое выходное напряжения только на холостом ходу. При подключении вентилятора мощности не хватает для его питания. Я с детства не дружу с импульсными преобразователями, поэтому мои эксперименты в изменением конденсатора C4 и индуктивностями ни к чему не привели. Может кто-нибудь другой усовершенствует этот модуль. А пока запомним, что если планируется нагрузку использовать при больших токах и при низком напряжении, то следует позаботиться о хорошем пассивном охлаждении или отдельном вентиляторе.

Внимание! В процессе тестирования выяснилось, что модуль Back-Boost нельзя подсоединять к точкам Cooler+, Cooler- так как импульсная помеха от него лезет на вход операционного усилителя и поступает на затвор силового транзистора Q20, что в свою очередь приводит к сильным броскам тока нагрузки. Поэтому во втором варианте в модуль Back-Boost добавлены резисторы R6, R7 и он тоже подключен к сумматору токов. При этом, учитывая что его ток намного меньше, чем ток каждого модуля нагрузки, пересчитывать сумматор нет необходимости.

Фото модуля питания вентилятора (до доработки, резисторы R6, R7 отсутствуют)

Рисунок платы и расположение деталей модуля питания вентилятора

В результате схема Модульной электронной нагрузки (второй вариант) выглядит так:

Рисунок дорожек и расположение деталей второго варианта платы силового модуля

Рисунок платы и расположения деталей для модифицированого варианта модуля управления:

Рисунок платы и расположения деталей модуля управления.

Провода питания и «земли» всех модулей соединяются на входных клеммах.

Заменой этих модулей можно подогнать устройство для работы с другим входным напряжением без существенной модернизации основной схемы. Например установить высоковольтные силовые транзисторы и заменить модули Step-Up, Back-Bust для увеличения тестируемого напряжения. А те, кто не любит импульсные преобразователи, может всесто модулей Step-Up и Back-Bust установить обычный трансформаторный источник питания с выходным напряжением 12В и током около 300 мА (правда, при этом исчезнет «фича», когда нагрузка запитывается от испытуемого блока».

Немного фотографий готового изделия и процесса тестирования.

Блок питания слева на фото имеет почтенный возраст более 20 лет, и в принципе давно просится на модернизацию, но функции свои вполне выполняет, например ограничивает ток в нагрузке, хотя и не светится нижний сегмент в старшем разряде. Вольт-амперметр в нем также калибровался один раз при рождении уже не помню по каким приборам. (На момент опубликования статьи уже переделан)

Собраное устройство

На переднюю панель установлены гнезда для подключения нагрузки и стандартный разъем MOLEX для тестирования компьютерных блоков питания (оставлен только вход +12В).

Подано напряжение 2.5В, ток установлен 0.69А. Модуль Step-Up работает, обеспечивая функционирование нагрузки и индикации. Модуль Back-Boost не запустился (вентилятор не крутится).

Напряжение около 14В, ток 1.3А. Модуль Step-Up работает, Модуль Back-Boost работает (вентилятор крутится).

Все то же самое, только на блоке питания режим измерения тока (кнопочка В/мА нажата). Различие в показаниях спишем на некалиброваность обоих приборов. По идее на блоке питания должно показывать больший ток, чем на нагрузке за счет тока питания модуля индикации.

Ток нагрузки увеличен до 2.3А, в блоке питания сработала защита по току, напряжение снизилось до 2.5-3В (ручка регулятора U1 установлена по-прежнему на 13В). Модуль Step-Up продолжает работать, Модуль Back-Boost отключился (вентилятор не крутится).

Тестирование блока питания ATX с применением модульной электронной нагрузки (12В/11А).

P.S. Вот такое вот получилось устройство, как конструктор состоящее из модулей с возможностью расширения, добавления, замены или исключения отдельных модулей под конкретные задачи.

P.P.S. При испытания успешно со спецэффектами и выпусканием волшебного дыма, на котором работает вся электроника, при напряжении 12В и токе 10А минут через десять показал свою несостоятельность лабораторный блок питания, переделаный из компьютерного. А нагрузка улыбнулась и продолжает работать..

Источники вдохновения (Литература):

Модульная электронная нагрузка

Автор: KomSoft
Опубликовано 17.02.2015
Создано при помощи КотоРед.

Еще одно достаточно простое устройство, которое необходимо тем, кто постоянно имеет дело с изготовлением и/или ремонтом блоков питания. Легко адаптируется и масштабируется под свои задачи и собирается из имеющихся под рукой остатков потрошеных блоков питания, материнок и пр.

История.

Понадобилась как-то протестировать очередной блок питания, а резистора необходимой мощности и сопротивления под рукой не оказалось. Поскольку эта ситуация происходила не первый раз и изрядно надоела, пришлось по-быстрому сделать электронную нагрузку. Поиск в Интернете показал самую простую схему «Электронная нагрузка из операционного усилителя и мощного полевого транзистора» [1]:

Что и было по-быстрячку с небольшими модификациями успешно сделано, а потом и переделано.

Но чувство внутренней неудовлетворенности не дает покоя. А какой нужен радиатор? А если понадобиться больший ток? А как задействовать вторую половину операционника?

Порывшись на складах и найдя оставшиеся от замены вентиляторов на процессорах подходящие по размеру радиаторы (муха не сидела!), которые с трудом, но влезли в корпус от компьютерного БП, рабочая лаборатория была расширена Модульной электронной нагрузкой.

Модульная электронная нагрузка (первый вариант).

Да, радиаторы влезли, а вот вентилятор пришлось прикрутить снаружи.

В принципе, подобных устройств в интернете много, но это отличается возможностью расширения для получения необходимой токовой нагрузки и простотой подключения амперметра, не требующего огромных и низкоомных шунтов на большие токи.

Устройство представляет собой двухполюсник, не требующий внешнего питания (питается от испытуемого блока) и работающий в диапазоне напряжений 2,5-25В. Данная конструкция рассчитана на ток до 20А, но как мне кажется, легко масштабируется до 100А и более увеличением количества модулей. Также заменой модулей питания и транзисторов можно модифицировать под более высокие напряжения.

Схема устройства состоит из независимых сдвоенных модулей нагрузки и модуля управления:

Модуль нагрузки.

Модули нагрузки конструктивно сдвоенные, чтобы использовать оба канала операционника. Каждое плечо модуля при таких номиналах (R22=0.1 Ohm) и максимального управляющего напряжения Uref = 0.4В позволяет стабилизировать ток до 4А. Такой ток выбран исходя из того, что при максимальном напряжении 25В на транзисторе будет рассеиваться около 80Вт. Если не планируется использовать нагрузку при больших напряжениях, максимальный ток можно увеличить, уменьшив сопротивление резистора R22 и пересчитав остальную часть схемы по приведенным ниже формулам. Максимальное входное напряжение определяется рассеиваемой на транзисторах мощностью и максимальным напряжением элементов схемы (транзисторы, операционники, TL431).

Число модулей можно увеличивать для достижения необходимого тока нагрузки.

Рассмотрим работу модуля нагрузки на примере верхнего (по схеме) плеча. На U20, Q20 и R22 собран стабилизатор тока, управляемый напряжением по входу «+». Светодиод HL20 – для контроля наличия напряжения на модуле (заваляласть у меня парочка выпаяных SMD). Резистор R21 – чтобы при обрыве проводника с управляющим напряжением ток не начал определяться наводками и помехами. Резистор R24 используется для суммирования токов на измеритель. Диоды VD20-VD22 – для защиты от переполюсовки (периодически путаю красный с черным, сапером работать нельзя!).

Напряжение от испытуемого блока питания подается на контакты «U+» и «Gnd». На вход Uref подается управляющее напряжение от модуля управления. С выхода Uti снимается сигнал на модуль индикации для работы сумматора токов. Резистор-перемычка R26 – для удобства разводки платы.

Вентилятор охлаждения подключается на один из модулей параллельно транзистору к точкам Jmp27-Jmp26 (Cooler+, Cooler-). Это обеспечивает учет тока через вентилятор сумматором.

Таким образом минимальный ток через электронную нагрузку примерно равен току через вентилятор+25мА (операционники и пр.).

Фото готового сдвоенного модуля нагрузки.

Все детали паяются как SMD, т.е. со стороны дорожек. Транзисторы с диодами выступают за плату и прижаты к радиаторам через резиновые термопроводные прокладки и термопасту, образуя вместе с прикрученой платой жесткую конструкцию.

Каждый модуль подключается отдельными толстыми (и короткими) проводами непосредственно на входные клеммы (на фото – красный и черный). Тонкими проводами (на фото – белый и зеленый) подается опорное напряжение и снимается сигнал с шунта для измерения тока. Транзисторы я использовал 40N03, но по-моему подойдут любые аналогичные более дешевые типа IRFZ44, поскольку их основная задача – греться, а основной параметр – рассеиваемая мощность. Диодные сборки – от блоков питания AT(X), от них же и большая часть остальных деталей.

Модуль управления.

Модуль управления состоит из источника опорного напряжения Uref, который задает максимальный ток через нагрузку и неинвертирующего сумматора с усилением, который суммирует значения токов всех модулей.

В качестве источника опорного напряжения применена TL431 – для работы в широком диапазоне входных напряжений (от 3 до 25В).

Неинвертирующий сумматор с усилением построен по стандартной схеме и суммирует падение напряжений на токозадающих резисторах *R22 (R23 и других модулей). Состоит из U1, обвязки и суммирующих резисторов R24-R25, расположеных на модулях. Стандартная формула для расчета коэффициента усиления К расписана на схеме. Коэффициент усиления К нужно пересчитывать в зависимости от числа подключеных модулей. Сумматор обеспечивает выход на блок измерения тока, например для тока через нагрузку 10А (по 2.5А на каждом из 4 модулей, по 0.25В на резисторах R22-R23) на выходе будет 1В. При расчетах следует учесть, что из-за особенностей микросхемы LM358 при напряжении питания 5В на ее выходе напряжение не поднимется выше 3.5В.

Расчет сумматора проводится в такой последовательности:

  1. Из конструктива берем число модулей: N
  2. Исходя их максимального тока всего блока Imax и сопротивления токозадающих резисторов (R22-R23) определяем максимальное «токовое напряжение» одного модуля (падение напряжения на R22-R23): Ui= Imax * R22 / N
  3. Задаем максимальное выходное напряжение сумматора (для подачи на измерительный модуль): Usum
  4. Вычисляем коэффициент усиления сумматора: К = Usum / (Ui * N)
  5. Вычисляем соотношение резисторов для сумматора: (R4+R5) = R3 * (K * N – 1) = R3 * (Usum / Ui – 1)

Например, при Uref(max)=0.5В, R23=R22=0.1 Ohm, Imax(для одного модуля)=5А. Для 4-х модулей (двух сдвоенных) – N=4, Imax=20А.

Отсюда для Usum=UOutMax=2В получаем К=1, (R4+R5) = 3 * R3. Аналогично для Usum=UOutMax=1В получаем К=0.5, (R4+R5) = R3

При изменении количества модулей нужно пересчитать резисторы сумматора!

Настройка сумматора заключается в подстройке резистором R4 коэффициента усиления, чтобы напряжение на выходе соответствовало току через нагрузку.

Диод VD1 – защита от переполюсовки.

Фото модуля управления. Справа видно, что первоначально планировалось ставить стабилитрон, но потом переиграно на TL431.

Модуль индикации.

В принципе можно использовать любой с соответствующими пределами (или входными делителями). Подключается к разъему XP1 «Выход на измеритель» по такой схеме: 1 – корпус, 2 – ключ, 3 – питание измерителя (в первом варианте контакты 3 и 4 объединены, во втором – питание отделено от измеряемого напряжения), 4 – входное напряжение нагрузки, 5 – ток нагрузи.

Я использовал слегка измененный (добавил защитные стабилитроны по входам и вернул подстроечный резистор по напряжению) «Суперпростой амперметр и вольметр на супердоступных деталях II (автовыбор диапазона)» с сайта https://vrtp.ru/index.php?act=categories&CODE=article&article=2792 от Eddy71 , который после полугода задалбываний (не только моих) любезно предоставил прошивку для «сильнотокового» режима до 99,9А [2]. Модуль индикации сфотографирован еще в процессе настройки, поэтому на нем висят всякие лишние детали.

Особенности работы (недостатки).

Модульня электронная нагрузка в первом варианте начинает устойчиво работать примерно от 5 вольт или выше, т.к. при более низком напряжении плохо работают модули нагрузки, не работает модуль индикации, не запускается вентилятор. А ведь добавлять отдельный блок питания лень, хочется оставить двухполюсник. Думаем, развиваем конструкцию, добавляем модули и получаем.

Модульная электронная нагрузка (второй вариант).

Пошерстив еще интернет в поисках решений, слегка изменена схема коммутации модулей. Чтобы нагрузка работала при меньшем напряжении (до 2.5В), нужно операционники и схему управления запитать через преобразователь, например через StepUp, от более высокого напряжения. Такое решение применено в «Эквивалент нагрузки с индикацией» [3].

В принципе, моя конструкция отличается от «Эквивалента нагрузки с индикацией» только модульностью и возможностью расширения (указаную выше статью я нашел, когда первый вариант моего устройства был уже собран). Поэтому добавлены модули питания (преобразователей напряжения) для модуля управления и вентилятора. А заодно изучена и на практике проверена топология SEPIC.

Таким образом в первую версию внесены следующие изменения.

  1. Добавлены резисторы и конденсаторы в затворы транзисторов для снижения помех.
  2. Все управление (операционники в модулях нагрузки и модуле управления) а также модуль индикации запитаны от отдельного источника напряжения (назовем его Модуль Step-Up).
  3. Вентилятор запитан от второго источника, назовем его Модуль Back-Boost.
  4. При переходе от первой версии даже не пришлось резать дорожки – были отпаяны диоды VD1, VD20 и питание подано в соответствующие точки, что показало готовность первой версии изделия к усовершенствованию и развитию.

Почему добавлено два модуля?

Потому, что я хочу учитывать ток, потребляемый преобразователем вентилятора в общем токе нагрузки. К сожалению, ток преобразователя для питания модуля индикации и модуля управления не учитывается в измерениях, но он достаточно мал – 50-100мА по сравнению с тем, на который расчитана вся система.

Дополнительные модули питания собраны на MC34063. По принципам их работы отошлю к [4] «Повышающе-понижающий преобразователь напряжения для зарядки КПК от батареек» (https://www.radiohlam.ru/pitanie/KPK_sepic_34063.htm). Там же находится калькулятор для расчета подобных схем.

Модуль Step-Up (Модуль питания схем управления).

Собран по типовой схеме со стабилизатором на выходе. При входных напряжениях ниже 12В работает схема Step-Up, выдавая на выходе 11.5В, которые 78M09 стабилизирует до 9В. При повышении входного напряжения выше 12В схема отключается, пропуская все через себя на 78M09. Модуль порадовал тем, что запускается и работает при входном напряжении 2.5В .

Детали стандартные, без особенностей, SMD элементы размера 1206. Диод VD1 – шоттки, снят с платы винчестера. Конструктивно модуль крепится к корпусу, играющему роль радиатора, за 78M09, что не помешает при входных напряжениях выше 15В (все-таки модуль индикации кушает 50-80мА). Тестирование показало, что не стоит жадничать со входным конденсатором С1 – лучше поставить его 470-1000 мкФ, чтобы уменьшить импульсную помеху, которая пролезет на тестируемый блок питания.

Фото модуля питания схем управления

Рисунок платы и расположение деталей модуля питания схем управления

Модуль Back-Boost (Модуль питания вентилятора).

Собрать модуль по такой же схеме, как предыдущий, не удалось. Средний ток потребления стандартного вентилятора составляет 120-200мА и расчеты показывают, что при входном напряжении около 5В ток ключа микросхемы MC34063 достигает максимально допустимого 1500мА, а при снижении входного напряжения до 3В превысит его.

К тому же жалко повышать напряжение преобразователем до 15В, а потом снижать его стабилизатором до 7В для снижения оборотов вентилятора. Поэтому применена (а заодно и проверена на практике) топология SEPIC и внешний транзистор.

Останавливаться на работе схеме не буду, все описано в первоисточнике [4]. Мной в схему добавлен терморезистор в цепь обратной связи – чтобы зря не гонять воздух через холодные радиаторы. Т.е. цепь обратной связи, задающая выходное напряжение, состоит из верхнего плеча (R3) и параллельно-последовательного нижнего (R4, R5 и терморезистор R41). Простую формулу расчета вывести не удалось, поэтому прилагаю файл расчета резисторов делителя ElectronicLoad.

Результат работы Модуля Back-Boost заключается в том, при изменении входного напряжения от 4 до 25В на выходе будет стабильные 12Вольт (без применения терморезистора). А терморезистор добавляет функцию автоматической регулировки выходного напряжения от 8В при холодных радиаторах до 12,5В при нагретых. Терморезистор на проводочках вставляется в ребра радиатора Модуля нагрузки.

Детали такие же, как в предыдущем модуле. Транзистор Q1 можно ставить и менее мощный на ток от 3-4А, у меня стоит выпаяный с какой-то материнки 55N03 пока работает, хотя по напряжению маловато. Аналогично не стоит жадничать со входным конденсатором С1 – лучше поставить его 470-1000 мкФ, чтобы уменьшить импульсную помеху, которая пролезет на тестируемый блок питания. А вот выходной С3 увеличивать не стоит, можно даже уменьшить – вентилятору все равно.

Модуль Back-Boost имеет стандартные разъемы для подключения вентилятора (папа и мама) и просто включается перед вентилятором в разрыв цепи. Работает удовлетворительно, но при определенных напряжениях греется дроссель L1. Из существенных недостатков – не работает при входном напряжении ниже 4В. Но я вряд-ли буду использовать устройство при таких напряжениях, поэтому оставил все как есть.

Дальнейшие исследования показали, что при напряжении ниже 4В модуль работает, но обеспечивает необходимое выходное напряжения только на холостом ходу. При подключении вентилятора мощности не хватает для его питания. Я с детства не дружу с импульсными преобразователями, поэтому мои эксперименты в изменением конденсатора C4 и индуктивностями ни к чему не привели. Может кто-нибудь другой усовершенствует этот модуль. А пока запомним, что если планируется нагрузку использовать при больших токах и при низком напряжении, то следует позаботиться о хорошем пассивном охлаждении или отдельном вентиляторе.

Внимание! В процессе тестирования выяснилось, что модуль Back-Boost нельзя подсоединять к точкам Cooler+, Cooler- так как импульсная помеха от него лезет на вход операционного усилителя и поступает на затвор силового транзистора Q20, что в свою очередь приводит к сильным броскам тока нагрузки. Поэтому во втором варианте в модуль Back-Boost добавлены резисторы R6, R7 и он тоже подключен к сумматору токов. При этом, учитывая что его ток намного меньше, чем ток каждого модуля нагрузки, пересчитывать сумматор нет необходимости.

Фото модуля питания вентилятора (до доработки, резисторы R6, R7 отсутствуют)

Рисунок платы и расположение деталей модуля питания вентилятора

В результате схема Модульной электронной нагрузки (второй вариант) выглядит так:

Рисунок дорожек и расположение деталей второго варианта платы силового модуля

Рисунок платы и расположения деталей для модифицированого варианта модуля управления:

Рисунок платы и расположения деталей модуля управления.

Провода питания и «земли» всех модулей соединяются на входных клеммах.

Заменой этих модулей можно подогнать устройство для работы с другим входным напряжением без существенной модернизации основной схемы. Например установить высоковольтные силовые транзисторы и заменить модули Step-Up, Back-Bust для увеличения тестируемого напряжения. А те, кто не любит импульсные преобразователи, может всесто модулей Step-Up и Back-Bust установить обычный трансформаторный источник питания с выходным напряжением 12В и током около 300 мА (правда, при этом исчезнет «фича», когда нагрузка запитывается от испытуемого блока».

Немного фотографий готового изделия и процесса тестирования.

Блок питания слева на фото имеет почтенный возраст более 20 лет, и в принципе давно просится на модернизацию, но функции свои вполне выполняет, например ограничивает ток в нагрузке, хотя и не светится нижний сегмент в старшем разряде. Вольт-амперметр в нем также калибровался один раз при рождении уже не помню по каким приборам. (На момент опубликования статьи уже переделан)

Собраное устройство

На переднюю панель установлены гнезда для подключения нагрузки и стандартный разъем MOLEX для тестирования компьютерных блоков питания (оставлен только вход +12В).

Подано напряжение 2.5В, ток установлен 0.69А. Модуль Step-Up работает, обеспечивая функционирование нагрузки и индикации. Модуль Back-Boost не запустился (вентилятор не крутится).

Напряжение около 14В, ток 1.3А. Модуль Step-Up работает, Модуль Back-Boost работает (вентилятор крутится).

Все то же самое, только на блоке питания режим измерения тока (кнопочка В/мА нажата). Различие в показаниях спишем на некалиброваность обоих приборов. По идее на блоке питания должно показывать больший ток, чем на нагрузке за счет тока питания модуля индикации.

Ток нагрузки увеличен до 2.3А, в блоке питания сработала защита по току, напряжение снизилось до 2.5-3В (ручка регулятора U1 установлена по-прежнему на 13В). Модуль Step-Up продолжает работать, Модуль Back-Boost отключился (вентилятор не крутится).

Тестирование блока питания ATX с применением модульной электронной нагрузки (12В/11А).

P.S. Вот такое вот получилось устройство, как конструктор состоящее из модулей с возможностью расширения, добавления, замены или исключения отдельных модулей под конкретные задачи.

P.P.S. При испытания успешно со спецэффектами и выпусканием волшебного дыма, на котором работает вся электроника, при напряжении 12В и токе 10А минут через десять показал свою несостоятельность лабораторный блок питания, переделаный из компьютерного. А нагрузка улыбнулась и продолжает работать..

Источники вдохновения (Литература):

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Недавно потребовалось протестировать различные очень мощные аккумуляторные батареи напряжением от 24 до 55 В. Так как для столь больших токов резисторы подобрать нереально — пришлось построить что-то полностью электронное. В качестве базы послужила конструкция искусственной нагрузки, описанной на сайте ранее. Поскольку мощность её была слишком мала, она несколько усилилась.

Схема электрическая принципиальная ЭН

В качестве силового элемента используется 8 резисторов по 0,68 Ом, подключенных к силовому транзистору IGBT. Почему именно IGBT? Во время испытаний вылетело несколько обычных МОП-транзисторов, а IGBT оказались заметно более устойчивы. Резисторы установлены на радиаторах по 4 шт. В зависимости от потребностей включены последовательно для более высоких напряжений нагрузки или параллельно — для более слабых. Радиаторы прикручены на расстоянии 1 см от дна корпуса, под радиаторами просверлены отверстия, расход охлаждающего воздуха значительный.

Силовой транзистор установлен на радиаторе от процессора ПК, охлаждается двумя вентиляторами.

В качестве измерительного элемента и эталона для операционного усилителя, используется резистор 0,01 Ом, а в качестве измерителей счетчики на микросхемах ICL7107 — точность тока 0,1 А, напряжения — 0,1 В.

Электрическое питание для счетчиков и вентиляторов — снято с какого-то импульсного устройства с параметрами + 5 В на 5 А (индикаторы), +/- 12 В на 2 А (вентиляторы и ОУ). В наличии был классный металлический корпус от какого-то старого прибора, его и решено было использовать. Передняя панель сделана из куска 3-мм ПВХ пластины. В задней части вырезаны отверстия для вентиляторов.

Испытание работы нагрузки

  1. Схема проверена при напряжениях 28 В на 20 А — мощность рассеивается на резисторах и транзисторах IGBT 560 Вт — с охлаждением и под нагрузкой в ​​течение одного часа — температура 40 градусов.
  2. Еще один тест искусственной нагрузки проводился с батареей 55 В на 11 А/ч — здесь нагрузка составила 15 — 20 А, значит мощность достигла 1 кВт — радиаторы стали горячие, особенно те, на которых установлены силовые резисторы. Резисторы нагрелись до около 110 градусов, транзистор IGBT до температуры 90 градусов, в принципе приемлемо.
  3. Естественно можно легко протестировать автомобильные аккумуляторы с режимом 12 В на 20 А — при этом была температура 80 градусов, что нормально.

Пути усовершенствования прибора

В перспективе дальнейшее улучшение этой самодельной электронной нагрузки за счет добавления измерителя мощности и контроллера режимов на Arduino (с Aliexpress).

Строительство прибора обошлось в основном расходами на силовые резисторы — остальное валялось от разборки всяких вещей.
Также добавится несколько гнезд, чтобы иметь несколько диапазонов напряжения для тестирования без переключения мощных резисторов.

Набор для сборки простой электронной нагрузки 150 Ватт. Набор для сборки электронной нагрузки для разрядки аккумуляторов

Некоторое время назад товарищ, который занимается разными аккумуляторами, попросил меня придумать ему некий стенд для тестирования аккумуляторных сборок и одной из важных функций данного стенда является операция разряда этих сборок. Изначально планировалось все сделать самому, но выяснилось что в Китае продается дешевый и неплохой набор для сборки и в некоторых ситуациях выгоднее использовать его, чем делать все с нуля.

Вообще у меня уже довольно много обзоров разных электронных нагрузок, есть также обзор простой, полностью самодельной и я сегодня буду неоднократно к нему обращаться, так как данный набор во многом очень с ней похож.

Как я написал в предисловии, нагрузка понадобилась для разряда аккумуляторных сборок, в планах сделать прибор для тестирования и балансировки сборок до 19S и потому данный обзор будет далеко не последним.
Ток разряда большой не нужен, мощность планируется порядка 120-130 Ватт что вписывается в заявленные производителем 150 Ватт.

Кроме того в данном обзоре я объясню как вообще работает простая электронная нагрузка и почему мне понравился именно данный набор.

Для начала о продавце. На странице товара можно выбрать несколько вариантов:
1. Только печатная плата, цена около 1.6 доллара
2. Печатная плата и набор компонентов без силовых транзисторов — 3.8 доллара
3. Печатная плата и все компоненты включая силовые транзисторы — 4.9 доллара
4. Ампервольтметр — 2.2 доллара.

Кроме того в характеристиках заявлено — 150 Вт 15 В 0-10A / 72V 0-2A, т.е. предполагается наличие двух вариантов исполнения и об этом, а также о моей ошибке я расскажу позже.

К упаковке вопросов не возникло, как к магазинной, так и посредника. Комплект состоит из печатной платы и пакета с компонентами.

Я заказывал полный комплект, т.е. печатная плата, все компоненты и транзисторы. Ампервольтметр не стал заказывать так как мне он для проекта не нужен.

Размеры печатной платы 100х100мм, присутствуют дополнительные отверстия для крепления радиатора и самой платы в корпусе устройства.

Часть силовых дорожек вынесена на нижнюю сторону печатной платы, я рекомендую продублировать их медным проводом и припоем или хотя бы припоем.

Качество изготовления печатной платы отличное, помимо того что она легко паялась без дополнительного флюса (использовал только тот что в припое), так еще есть нормальная шелкография где обозначены места под компоненты, их порядковый номер и номинал. Фактически для сборки не нужна даже схема.

Список компонентов
Резисторы
1 кОм — 12шт
4.7 кОм — 4шт.
10 кОм — 1шт
20 кОм — 1шт
220 кОм — 4шт
0.22 Ома 5 Ватт — 4шт
Переменный резистор 4.7 кОм — 1шт

Конденсаторы
1 нФ — 4шт
100 нФ — 1шт
22мкФ 25 Вольт — 1шт
220 мкФ 16 Вольт — 1шт
1000мкФ 16 Вольт — 2шт

Диоды 1N5408 — 4шт
Транзисторы 110N8F6 — 4шт
Микросхема TL431A
Микросхема LM324N

Разные разъемы, выключатель и прочие мелочи.

Все резисторы кроме мощных, прецизионные, это хорошо, электролитические конденсаторы самые дешевые, но они на параметры не влияют.

На странице товара была принципиальная схема данной электронной нагрузки, но на мой взгляд она не очень информативна, потому ниже я разложу ее на составляющие части для более простого восприятия. Кроме того дам пояснения как можно увеличить мощность или изменить параметры и вообще какие элементы за что отвечают и как это все работает.

Сильно упрощенная схема электронной нагрузки обеспечивающей стабилизацию тока состоит из всего нескольких компонентов:
1. Переменного резистора
2. Операционного усилителя
3. Транзистора
4. Шунта.

С переменного резистора на вход операционного усилителя подается некое напряжение, операционный усилитель подает напряжение на полевой транзистор и через него начинает течь ток нагрузки, при этом ток попутно течет через шунт. На шунте падает некое напряжение, которое подается на второй вход операционного усилителя. Как только напряжение на входах операционного усилителя станет одинаковым, он выставит на своем выходе напряжение при котором транзистор будет открыт насколько чтобы поддерживать напряжение на шунте одинаковым с установленным при помощи переменного резисторе.
А так как напряжение падения на шунте напрямую зависит от тока через него, то в итоге схема будет поддерживать ток.

При этом получается, что ток нагрузки зависит от напряжения на входе.

Например с переменного резистора подали 0.4 Вольта, шунт имеет сопротивление 1 Ом, соответственно ток будет 0,4/1=0.4 Ампера.
Усложним пример, шунт сопротивлением 0.15 Ома, напряжение с переменного резистора 0.45 Вольта, 0.45/0.15=3 Ампера.

На точность поддержания тока влияют в основном две вещи:
1. Стабильность задающего напряжения
2. ТКС (зависимость сопротивления от температуры) шунта.

Показанная выше схема скорее всего будет работать, но делать это она будет неустойчиво, потому в более полном виде схема выглядит несколько больше.
Небольшое отступление, позиционные номера компонентов не соответствуют таковым на печатной плате и приведены просто для примера.

Здесь видны те же компоненты что я показывал выше, но к ним добавились еще некоторые, поясню их назначение.
Резистор R1, нужен для развязки нескольких каналов и для улучшения стабильности работы.
Резистор R2, ограничивает ток заряда затвора полевого транзистора защищая операционный усилитель.
Конденсатор С1, резистор R3 и R4 обеспечивают защиту от самовозбуждения схемы, чтобы нагрузка не превратилась в генератор.
Резистор R5 закрывает транзистор когда операционный усилитель обесточен, а кроме того обеспечивает небольшой ток нагрузки для выхода операционного усилителя и цепи защиты от самовозбуждения.

Так как нагрузка четырехканальная, то просто «дорисовываем» еще три канала и получаем почти полный вид обозреваемой платы.
Синим цветом я выделил четыре канала, видно что они абсолютно идентичны и соответственно можно их количество увеличивать и дальше. Общим для всех каналов является только счетверенный операционный усилитель.
Оранжевым выделена цепь управления, красный и черный соответственно силовые цепи.

В моей мощной электронной нагрузке именно так все и реализовано, только я делал 8 каналов и использовал двухканальные операционные усилители.

Но как я писал выше, на точность поддержания тока влияет точность стабилизации задающего напряжения и для этого в схеме есть источник опорного напряжения, выполненный на базе регулируемого стабилитрона TL431, его основное напряжение 2.5 Вольта.
А так как 2.5 Вольта это несколько многовато и если на шунтах будет падать такое напряжение то:
1. Будет большая рассеиваемая мощность
2. Минимальное напряжение нагрузки составит 2.5 Вольта + падение на транзисторах.

То последовательно с переменным резистором включен постоянный резистор R8 сопротивлением 22 кОм, вместе они образуют делитель примерно 1:5.5 и после переменного резистора напряжение меняется уже в диапазоне около 0-0.45 Вольта.
Меняя номиналы дополнительного резистора можно изменять диапазон регулировки без замены шунта, но такой способ имеет и свой минус — операционным усилителям при однополярном питании проще работать с большим напряжением, чем с меньшим и лучше сильно не снижать задающее напряжение.
Резистор R7 ограничивает ток питания стабилитрона.

Узел питания содержит диодный мост и четыре конденсатора, судя по всему изначально планировался стабилизатор питания операционного усилителя но его упразднили, а конденсатор емкостью 220 мкФ, который стоял после него, оставили. Ничем другим я не могу объяснить причину параллельного включения двух конденсаторов 1000мкФ и одного 220мкФ.

Также от этого диодного моста идет питание на разъемы подключения вентиляторов и ампервольтметра.

С теорией думаю понятно, перейдем к практике, а точнее — к сборке. Данная часть будет спрятана под спойлер, так как больше будет интересна только начинающим, хотя в процессе я буду пояснять нюансы использования тех или иных компонентов, а также их возможной замены.

В комплекте были постоянные резисторы, при этом все маломощные резисторы дали прецизионные, хотя в данном случае это не особенно важно, так как на точность поддержания тока влияют в основном только два из них.

Больше всего было резисторов номиналом 1 кОм, аж 12 штук, потому рекомендую начать именно с них.
>

После них устанавливаем остальные, это номиналы 220 кОм (4шт), 4.7 кОм (4шт) и по одному 22 и 10 кОм.

С одним из резисторов делителя возникла небольшая заминка, в комплекте дали 20 кОм вместо 22. Как я писал выше, данный резистор совместно с переменным резистором образуют делитель напряжения. Если номинал переменного резистора неизменен, то увеличение сопротивления этого резистора приведет к уменьшению максимального тока, соответственно уменьшение к увеличению тока.

Все резисторы установлены согласно номиналам, вместо 22 кОм поставил 20, который дали в комплекте.

Вторая заминка, на этот раз более серьезная. Один из конденсаторов 1 нФ был поврежден, скол около вывода и его емкость была около 150 пФ. Не знаю когда он повредился, при доставке или до того, но в итоге пришлось взять другой конденсатор того же номинала.

Не знаю зачем, но в комплекте дали диоды 1N5408, которые рассчитаны на ток 3 Ампера, а в мосте итого больше. Дело в том, что этот диодный мост питает пару вентиляторов, ампервольтметр и операционный усилитель, реальный общий ток думаю не более чем 500мА и вполне хватило бы 1N4007.
Попутно сразу устанавливаем TL431. На плате есть маркировка как устанавливать, хотя по большому счету в в данном случае это не имеет значения так как крайние выводы у нее соединены и даже если вы вставите ее наоборот, то работать будет также 🙂

Конденсаторы и панелька. Ну думаю что по поводу конденсаторов ошибиться трудно, на плате закрашенная часть маркировки — минус (короткий вывод), а разное расстояние между выводами и подписи не дадут ошибиться.

К операционному усилителю даже дали панельку в комплекте, устанавливаем ее так чтобы вырез совпадал с меткой на печатной плате. Я как-то однажды случайно установил панельку наоборот, потом в итоге чуть спалил микросхему, так как вставлял согласно ключу на панельке, будьте внимательны.

Куда устанавливать мощные резисторы думаю понятно, но я поясню некоторые нюансы замены.
Я писал что изменением номинала делителя можно изменить диапазон регулировки тока, но более корректно делать это изменением номинала шунта.
Нагрузка четырехканальная, в комплекте дали четыре резистора номиналом 0.22 Ома. При этом декларируется ток нагрузки 10 Ампер, т.е. по 2.5 Ампера на канал.
Если нам надо настроить нагрузку на 5 Ампер (в два раза меньше), то просто увеличиваем номинал этих резисторов в два раза, например 0.43 Ома, соответственно при увеличении тока пропорционально уменьшаем номинал.

Учтите. что резисторы могут сильно нагреваться и при их замене следует это учитывать. При этом нагрев напрямую зависит от номинала резистора (в данном включении).
Например при резисторах 0.22 Ома и токе 2.5 Ампера на канал мощность будет
0.22х2.5= 0.55 (падение при макс токе).
0.55х2.5=1.375 Ватта (мощность на резисторе)

Если поставить резисторы в два раза больше номиналом, то мощность на них снизится в два раза.

Для подключения вентиляторов и переменного резистора используются одинаковые разъемы, такие же как стоят на материнских платах. Разъем питания думаю также многим знаком.
Разъем питания неправильно установить не получится, а разъемы вентиляторов будут видны на следующем фото.

Плата рассчитана на установку транзисторов в корпусах ТО-220 или ТО-247, соответственно имеется 8 мест.
Разъемы вентиляторов размещены по краям платы ближе к радиатору, что вполне логично.

А вот здесь я поясню в чем была моя ошибка при заказе.
В описании товара указаны две версии набора, 15 Вольт 10 Ампер или 72 Вольта 2 Ампера. В обоих случаях общая мощность не превышает 150 Ватт. Но скорее всего надо было предварительно написать продавцу что надо именно 72 Вольта 2 Ампера, чего я не сделал.
В итоге еще на этапе установки низкоомных резисторов подумал — что-то не то. А когда дошел до транзисторов, то понял что именно «не то». Дело в том что в комплекте дали транзисторы 110N8F6, которые имеют максимальное напряжение всего в 80 Вольт, а кроме того шунты должны быть номиналом около 1 Ома, придется менять.

Теперь по поводу транзисторов и их замены.
Данная электронная нагрузка понравилась тем, что транзисторы управляются независимо, это является корректным решением. В подобных схемах транзисторы параллельно соединять нельзя так как из-за разброса характеристик работать они нормально не будут.
При этом не обязательно стремиться что бы в каждом канале были одинаковые транзисторы, можно спокойно применять с разными характеристиками, каждый канал подстроится «автоматически». Главное чтобы транзисторы были с запасом по напряжению.

Большинство полевых транзисторов больше ориентированы на ключевой режим работы (открыт/закрыт) и потому в линейном режиме их нельзя эксплуатировать «на полную мощность» ограничивая ее примерно на уровне 30 Ватт на корпус TO-220 и 50 Ватт на ТО-247. Собственно потому при применении транзисторов в корпусе ТО-247 нагрузка будет уже не 150, а 200 Ватт.
Здесь же транзисторы работают с небольшим перегрузом так как они в корпусе ТО-220, а на них рассеивается до 37.5 при рекомендованных 30.

Слева родные транзисторы, справа они же в сравнении с транзисторами в корпусе ТО-247.

А так выглядит установка радиатора на плате совместно с транзисторами в разных корпусах. К сожалению есть пара недоработок:
1. При установке транзисторов в корпусе ТО-220 радиатор смещается дальше от края платы и надо прокладывать изоляцию между ним и печатной платой.
2. Если крепить радиатор в штатные отверстия печатной платы, то он уходит от плоскости транзисторов примерно на 7 мм и придется выгибать выводы транзисторов, причем что с ТО-220, что с ТО-247.

Альтернативный вариант от китайского продавца, как по мне, то колхоз какой-то.

Хотя нет, если выше просто колхоз, то здесь скорее жесть 🙂

Радиатор я взял первый более менее подходящий по размерам, у меня уже был как-то его обзор. На самом деле радиатор должен быть немного другой конфигурации, например хорошо использовать радиаторы от процессоров, но стоит учитывать, что 150 Ватт тепла это довольно много, я бы рекомендовал использовать два радиатора а транзисторы расположить попарно.
Кроме того, будьте внимательны при разметке, транзисторы на плате расположены не совсем симметрично по отношению к ширине платы. Размеры не привожу так как размечать лучше «по месту».

Переходим к последним этапам, установке транзисторов.

Хоть данные транзисторы и получаются впритык если рассчитывать на 72 Вольта, заявленных в описании, мне они не подходят вообще так как планируемое напряжение составляет не менее 80 Вольт, а так как нужен еще и запас, то я планирую применить потом транзисторы рассчитанные на 150-200 Вольт.
Но попробовать хочется уже сейчас потому установил их в порядке эксперимента, как и радиатор, который потом будет заменен на более подходящий.

Радиатор временный, потому крепиться к плате будет только в одной точке, благо хоть она совпала с крепежными отверстиями радиатора 🙂
На плату в районе радиатора наклеил скотч, хотя конечно лучше что-то более прочное, а под единственный винт проложил картонную шайбу.
Небольшой нюанс, на фланцах транзисторов будет потенциал равный входному напряжению, потому есть два варианта монтажа:
1. Изолировать радиатор от корпуса
2. Изолировать транзисторы от радиатора.

На мой взгляд из-за большого тепловыделения правильнее использовать первый вариант, хотя он конечно добавляет некоторые сложности при монтаже. Есть правда еще третий вариант — переделать схему так, чтобы на фланцах транзисторов была земля, но это очень неудобно схемотехнически.

Получился такой вот временный вариант, для тестирования думаю будет достаточно.

В комплекте был и переменный резистор, у меня подобный уже участвовал в одном известном обзоре, но сопротивлением 10 кОм.
Если коротко, регулирует хорошо, 10 оборотов, проволочный.
Для подключения используем комплектный провод с разъемом, цвета получаются так: красный-плюс, черный-минус, желтый-регулировка, подключаем так как на фото, тогда регулировка будет корректная.

Но вот комплектная ручка приятно удивила, мне раньше такие не попадались. Дело в том, что у нее верхняя часть съемная (изначально это незаметно), а сам механизм реализован по принципу цанги, т.е никакие винты наружу не торчат. При этом ручка отлично центруется на валу резистора, 5 баллов однозначно!

Последний шаг, устанавливаем операционный усилитель внимательно контролируя положение ключа.

Вот собственно и все. Реально собрать всю конструкцию примерно за час без спешки даже для новичка, все компоненты ставтся как надо, все отмечено на плате и собирается интуитивно.

В итоге у меня еще остались компоненты:
1. Выключатель
2. Разъем питания
3. Неисправный конденсатор.

Второй разъем питания видимо дается в комплекте на случай если он выносится на крышку корпуса, выключатель скорее всего также используется для включения питания, но в моем варианте его паять некуда, ну а неисправный конденсатор, да просто звезды так сошлись.

На одну из сторон платы вынесены контактные площадки для подключения входа, амперметра, вольтметра и выход питания.
В принципе можно поставить клеммники, а можно просто припаять провода, кому как удобно, но есть некоторые нюансы подключения.

Подключать можно разными способами, попробую рассказать обо всех.
1. Просто плата без измерителей, разъемов и прочего.
2. То же самое, но если хочется поставить разъем, то скорее всего придется ставить перемычку вместо выхода на амперметр.
3. Подключение независимых амперметра и вольтметра, плюс — красный, минус — синий.
4. Если хочется установить цифровой ампервольтметр, то подключаем так:
Черный — общий силовой
Желтый — вход измерения тока
Красный — вход измерения напряжения
Красный тонкий — питание ампервольтметра.

Цветовая маркировка проводов подключения цифрового ампервольтметра дана соответственно тому, что я уже применял и в принципе может отличаться, потому лучше перепроверить перед подключением, обычно черный все таки это минус, а вход измерения тока звонится накоротко с черным.

Как вариант можно поставить и такой ампервольтметр, он более «продвинутый» но его подключение отличается.
Черный толстый — общий силовой
Красный толстый — Вход измерения тока
Желтый — вход измерения напряжения.
Красный тонкий — питание ампервольтметра.

Плюс у такого варианта есть термодатчик, что может быть очень полезным в устройстве с таким тепловыделением.

Оба этих ампервольтметра использовались в небольшой электронной нагрузке, хотя второй используется и сейчас.

И конечно немножко экспериментов.
Подключаем плату к регулируемому блоку питания, выставляем для пробы 32 Вольта и задаем ток нагрузки 5 Ампер, плата без проблем осилила 160 Ватт, но это уже предельный режим.

Проверил уход установки тока в зависимости от прогрева, не очень большой, но есть. По мере прогрева ток падает.

Вроде недолго экспериментировал, но уже почувствовал жар, измерил температуру и увидел что транзисторы прогрелись примерно до 110 градусов. Такого допускать ни в коем случае нельзя, например у моей мощной нагрузки защита от перегрева установлена на 90 градусов на радиаторе или около 95 на транзисторах.
Увеличение температуры транзисторов резко снижает надежность работы, особенно в линейном режиме.

Часто в комментариях вижу упоминание обычных резисторов в качестве нагрузки. Да, конечно их тоже можно применять, но при помощи резисторов труднее добиться например того, что показано на этих фото.
Здесь я понижал напряжение от 40 до 1 Вольта и смотрел как меняется ток нагрузки. В указанном диапазоне колебания составили 2.017-2.026 Ампера, что на мой взгляд довольно неплохо с учетом простой схемотехники.

Хотя и не планирую применять обычный ампервольтметр, но решил все таки проверить работу с ним. Для начала стоит сказать, что его подключение немного отличается от того, что я использовал в простой самодельной нагрузке.

Провода ампервольтметра подключены согласно порядку —
Черный
Желтый
Красный.

Провод питания подключен только один, черный пришлось отключить так как он влиял на результат измерений. Дело в том, что у моей электронной нагрузки ампервольтметр подключался последовательно с токоизмерительным шунтом, потому общий провод амперметра соединялся с общим проводом схемы. Здесь он включается последовательно с проверяемым источником и на мой взгляд это менее корректно.

В процессе написания обзора мне задали вопрос по поводу замены транзисторов, попробую пояснить отдельно.
1. Транзисторы выбираем исходя из типа корпуса и требуемой мощности, 30 Ватт ТО-220, 50 Ватт ТО-247.
2. Транзисторы по сути можно применять не только почти любые, а и разные одновременно.
3. Главным при выборе транзистора в основном является напряжение на которое он рассчитан, желательно чтобы оно было минимум в два раза больше входного.
4. Сопротивление в открытом состоянии почти ни на что не влияет, если разве что не поставить совсем высоковольтные транзисторы где оно идет уже на единицы Ом.
5. Лучше применять транзисторы в не изолированном корпусе и не изолировать их от радиатора.

Почему такие ограничения в плане мощности. Подавляющее большинство современных полевых транзисторов рассчитаны на ключевой режим работы и плохо работают в линейном режиме. Вернее работают они нормально, но с большими ограничениями по температуре, мощности, напряжению и току. Существуют полевые транзисторы которые нормально работают в таком режиме, но они настолько редки, что нет смысла их искать.

Также меня спрашивали, а на что их можно еще заменить.
Ну для начала можно применить транзисторы IGBT, по сути гибрид полевого и биполярного транзистора, но они стоят дороже. Кстати существует и обратный гибрид, биполярного с полевым.

Но никто не мешает применять биполярные транзисторы (собственно потому и хорошо подходят IGBT), у которых максимальная паспортная рассеиваемая мощность обеспечивается и в линейном режиме.
Включить в данной схеме их можно просто вместо полевого, но нужен транзистор с большим коэффициентом усиления, так как в отличии от полевого биполярные управляются током, а не напряжением.
Либо применить составную схему включения транзисторов (схема Дарлингтона), тогда общий коэффициент усиления будет произведением усиления первого и второго. Т.е. если у первого усиление 200, а у второго 70, то общий будет около 14000.

Пожалуй единственный недостаток биполярных (особенно составных) транзисторов — сложности при работе с малыми напряжениями, ниже чем 1.5-2 Вольта. Если вы не планируете тестировать источники с таким напряжением, то можно применить биполярные, в противном случае используем полевые.

Отлично подойдут известные транзисторы КТ827, но у меня их почти нет потому на фото их комплементарная пара КТ825. Они могут рассеивать до 125 Ватт.

Когда-то я даже использовал их в комплекте с такими радиаторами, как раз их размерчик 🙂 Правда они больше все таки под пассивный режим.

Внутри у них находится два транзистора включенные по схеме Дарлингтона плюс дополнительные компоненты.

Кстати подобные транзисторы также отлично подходят для линейных блоков питания и меня часто спрашивают о вариантах замены их на импортные. Я немного полазил по интернету и набрал список замен.
Практически полные аналоги транзистора КТ827: 2N6057, BDX87
КТ827А: BDX65A, BDX67, BDX87C, MJ3521, MJ4035
КТ827Б 2N6058, 2N6283, BDX63, BDX65, BDX67, BDX85B, BDX87B, MJ3001, MJ4034
КТ827В: 2N6057, 2N6282, BDX85, BDX85A, BDX87, BDX87A, MJ3000, MJ3520, MJ4033

Кстати продавец может высылать с разными транзисторами, при этом есть вариант с транзисторами в корпусе TO-247 (IRFP250. IRFP260), но скорее всего за дополнительные деньги. Как по мне, такой вариант был бы куда более интересен.

Ну и попутно поясню по поводу замены остальных компонентов.
Мелкие резисторы не критичны, главное примерно попасть в номинал, то же самое касается и конденсаторов.
Низкоомные резисторы которые выполняют функцию токоизмерительного шунта лучше выбирать с запасом по мощности так как тогда они будут меньше греться а следовательно у них будет меньше изменяться сопротивление и по мере прогрева ток не будет «убегать». Можно поставить более точные и качественные резисторы, но они стоят дорого.
Операционный усилитель также можно заменить на практически любой дешевый, например я применял LM358, но он двухканальный и их надо в два раза больше, но проще применить тот же LM324 благо стоит он копейки.

Питать нагрузку можно как от постоянного, так и от переменного тока, но важно следить чтобы напряжение питания операционного усилителя не превышало 20 Вольт. Сам по себе ОУ выдерживает спокойно до 30-35 Вольт, но напряжение на затворе полевого транзистора не должно быть выше 18-20 Вольт, а лучше до 15 потому я бы ограничил на этом уровне. Как вариант, питать эту цепь от небольшого стабилизатора.

В процессе тестов я все таки спалил один из транзисторов, произошло это случайно, я подал 40 Вольт и выставил ток нагрузки 5 Ампер получив при этом мощность в 200 Ватт. В итоге блок питания просто перешел в защиту от КЗ и на этом все закончилось.
Кроме этого выяснил что наводки на переменный резистор могут заметно влиять на установленный ток. Например когда я держал резистор в руках, ток был 4.1 Ампера, положил на стол, ток стал 4 Ампера. Неприятность может проявляться, а может нет, зависит как от БП самой нагрузки, так и от проверяемого.

Обозревая нагрузка в сравнении с моей старенькой самоделкой, которая со,рана на базе той же TL431, LM358 и одного транзистора. правда у меня есть стабилизатор питания операционного усилителя.

Какие доработки можно провести:
1. Управление вентиляторами от температуры, хотя бы при помощи простейшего термореле.
2. Уменьшить в два раза сопротивление шунтов и изменить номиналы делителя переменного резистора так, чтобы напряжение менялось в диапазоне 0—0.25 Вольта, шунты будут греться в два раза меньше.
3. Добавить режим CV при помощи второго ОУ, но здесь есть проблема с защитой от перегрузки.
4. Добавить стабилизатор напряжения для ОУ, например 7808 или 7809.
5. В моей нагрузке после TL431 стоит буферный операционный усилитель, на мой взгляд такое решение лучше, но добавлять сюда его очень неудобно.
6. Объединить две-три подобные платы для увеличения мощности, при этом одна плата будет ведущей, остальные ведомыми.

В корпусе показать пока не могу, так как его еще нет в наличии, он будет подбираться исходя из общих размеров всего комплекта. Кроме того я буду использовать с более продвинутым ампервольтметром, где будет контроль нижнего/верхнего напряжения и т.п.
Видеоверсия обзора

С описанием вроде все, постарался ничего не забыть и теперь можно подвести итоги.
Как по мне, то вариант весьма неплохой, цена небольшая, собирается легко и самое главное, после сборки работает 🙂
Не обошлось и без нюансов, например поврежденный конденсатор или не очень удобное расположение отверстий для крепления радиатора.
В описании заявлено 150 Ватт, на мой взгляд это максимальная мощность, я бы рекомендовал не нагружать больше 120 Ватт длительно без замены транзисторов на какие нибудь в корпусе TO-247 и обязательно использовать хорошее охлаждение.

Если планируется применять при напряжениях до 30-40 Вольт, то вполне можно покупать в комплекте с транзисторами. Но если планируете тестировать источники с большим напряжением, то я бы купил все кроме транзисторов, а вместо родных поставил что-то более высоковольтное.
Как вариант, можно просто купить печатную плату, компоненты применены не дефицитные и при желании можно найти их и дома.
Один комплект заказывать наверное будет не очень выгодно, лучше купить сразу несколько, тогда общая цена будет выгоднее.

Этот же набор на Алиэкспресс — ссылка

На этом все, буду рад вопросам, комментариям и советам.

Набор для сборки простой электронной нагрузки 150 Ватт

Некоторое время назад товарищ, который занимается разными аккумуляторами, попросил меня придумать ему некий стенд для тестирования аккумуляторных сборок и одной из важных функций данного стенда является операция разряда этих сборок. Изначально планировалось все сделать самому, но выяснилось что в Китае продается дешевый и неплохой набор для сборки и в некоторых ситуациях выгоднее использовать его, чем делать все с нуля.

Вообще у меня уже довольно много обзоров разных электронных нагрузок, есть также обзор простой, полностью самодельной и я сегодня буду неоднократно к нему обращаться, так как данный набор во многом очень с ней похож.

Как я написал в предисловии, нагрузка понадобилась для разряда аккумуляторных сборок, в планах сделать прибор для тестирования и балансировки сборок до 19S и потому данный обзор будет далеко не последним.
Ток разряда большой не нужен, мощность планируется порядка 120-130 Ватт что вписывается в заявленные производителем 150 Ватт.

Кроме того в данном обзоре я объясню как вообще работает простая электронная нагрузка и почему мне понравился именно данный набор.

Для начала о продавце. На странице товара можео выбрать несколько вариантов:
1. Только печатная плата, цена около 1.6 доллара
2. Печатная плата и набор компонентов без силовых транзисторов — 3.8 доллара
3. Печатная плата и все компоненты включая силовые транзисторы — 4.9 доллара
4. Ампервольтметр — 2.2 доллара.

Кроме того в характеристиках заявлено — 150 Вт 15 В 0-10A / 72V 0-2A, т.е. предполагается наличие двух вариантов исполнения и об этом, а также о моей ошибке я расскажу позже.

К упаковке вопросов не возникло, как к магазинной, так и посредника. Комплект состоит из печатной платы и пакета с компонентами.

Я заказывал полный комплект, т.е. печатная плата, все компоненты и транзисторы. Ампервольтметр не стал заказывать так как мне он для проекта не нужен.

Размеры печатной платы 100х100мм, присутствуют дополнительные отверстия для крепления радиатора и самой платы в корпусе устройства.

Часть силовых дорожек вынесена на нижнюю сторону печатной платы, я рекомендую продублировать их медным проводом и припоем или хотя бы припоем.

Качество изготовления печатной платы отличное, помимо того что она легко паялась без дополнительного флюса (использовал только тот что в припое), так еще есть нормальная шелкография где обозначены места под компоненты, их порядковый номер и номинал. Фактически для сборки не нужна даже схема.

Список компонентов
Резисторы
1 кОм — 12шт
4.7 кОм — 4шт.
10 кОм — 1шт
20 кОм — 1шт
220 кОм — 4шт
0.22 Ома 5 Ватт — 4шт
Переменный резистор 4.7 кОм — 1шт

Конденсаторы
1 нФ — 4шт
100 нФ — 1шт
22мкФ 25 Вольт — 1шт
220 мкФ 16 Вольт — 1шт
1000мкФ 16 Вольт — 2шт

Диоды 1N5408 — 4шт
Транзисторы 110N8F6 — 4шт
Микросхема TL431A
Микросхема LM324N

Разные разъемы, выключатель и прочие мелочи.

Все резисторы кроме мощных, прецизионные, это хорошо, электролитические конденсаторы самые дешевые, но они на параметры не влияют.

На странице товара была принципиальная схема данной электронной нагрузки, но на мой взгляд она не очень информативна, потому ниже я разложу ее на составляющие части для более простого восприятия. Кроме того дам пояснения как можно увеличить мощность или изменить параметры и вообще какие элементы за что отвечают и как это все работает.

Сильно упрощенная схема электронной нагрузки обеспечивающей стабилизацию тока состоит из всего нескольких компонентов:
1. Переменного резистора
2. Операционного усилителя
3. Транзистора
4. Шунта.

С переменного резистора на вход операционного усилителя подается некое напряжение, операционный усилитель подает напряжение на полевой транзистор и через него начинает течь ток нагрузки, при этом ток попутно течет через шунт. На шунте падает некое напряжение, которое подается на второй вход операционного усилителя. Как только напряжение на входах операционного усилителя станет одинаковым, он выставит на своем выходе напряжение при котором транзистор будет открыт насколько чтобы поддерживать напряжение на шунте одинаковым с установленным при помощи переменного резисторе.
А так как напряжение падения на шунте напрямую зависит от тока через него, то в итоге схема будет поддерживать ток.

При этом получается, что ток нагрузки зависит от напряжения на входе.

Например с переменного резистора подали 0.4 Вольта, шунт имеет сопротивление 1 Ом, соответственно ток будет 0,4/1=0.4 Ампера.
Усложним пример, шунт сопротивлением 0.15 Ома, напряжение с переменного резистора 0.45 Вольта, 0.45/0.15=3 Ампера.

На точность поддержания тока влияют в основном две вещи:
1. Стабильность задающего напряжения
2. ТКС (зависимость сопротивления от температуры) шунта.

Показанная выше схема скорее всего будет работать, но делать это она будет неустойчиво, потому в более полном виде схема выглядит несколько больше.
Небольшое отступление, позиционные номера компонентов не соответствуют таковым на печатной плате и приведены просто для примера.

Здесь видны те же компоненты что я показывал выше, но к ним добавились еще некоторые, поясню их назначение.
Резистор R1, нужен для развязки нескольких каналов и для улучшения стабильности работы.
Резистор R2, ограничивает ток заряда затвора полевого транзистора защищая операционный усилитель.
Конденсатор С1, резистор R3 и R4 обеспечивают защиту от самовозбуждения схемы, чтобы нагрузка не превратилась в генератор.
Резистор R5 закрывает транзистор когда операционный усилитель обесточен, а кроме того обеспечивает небольшой ток нагрузки для выхода операционного усилителя и цепи защиты от самовозбуждения.

Так как нагрузка четырехканальная, то просто «дорисовываем» еще три канала и получаем почти полный вид обозреваемой платы.
Синим цветом я выделил четыре канала, видно что они абсолютно идентичны и соответственно можно их количество увеличивать и дальше. Общим для всех каналов является только счетверенный операционный усилитель.
Оранжевым выделена цепь управления, красный и черный соответственно силовые цепи.

В моей мощной электронной нагрузке именно так все и реализовано, только я делал 8 каналов и использовал двухканальные операционные усилители.

Но как я писал выше, на точность поддержания тока влияет точность стабилизации задающего напряжения и для этого в схеме есть источник опорного напряжения, выполненный на базе регулируемого стабилитрона TL431, его основное напряжение 2.5 Вольта.
А так как 2.5 Вольта это несколько многовато и если на шунтах будет падать такое напряжение то:
1. Будет большая рассеиваемая мощность
2. Минимальное напряжение нагрузки составит 2.5 Вольта + падение на транзисторах.

То последовательно с переменным резистором включен постоянный резистор R8 сопротивлением 22 кОм, вместе они образуют делитель примерно 1:5.5 и после переменного резистора напряжение меняется уже в диапазоне около 0-0.45 Вольта.
Меняя номиналы дополнительного резистора можно изменять диапазон регулировки без замены шунта, но такой способ имеет и свой минус — операционным усилителям при однополярном питании проще работать с большим напряжением, чем с меньшим и лучше сильно не снижать задающее напряжение.
Резистор R7 ограничивает ток питания стабилитрона.

Узел питания содержит диодный мост и четыре конденсатора, судя по всему изначально планировался стабилизатор питания операционного усилителя но его упразднили, а конденсатор емкостью 220 мкФ, который стоял после него, оставили. Ничем другим я не могу объяснить причину параллельного включения двух конденсаторов 1000мкФ и одного 220мкФ.

Также от этого диодного моста идет питание на разъемы подключения вентиляторов и ампервольтметра.

С теорией думаю понятно, перейдем к практике, а точнее — к сборке. Данная часть будет спрятана под спойлер, так как больше будет интересна только начинающим, хотя в процессе я буду пояснять нюансы использования тех или иных компонентов, а также их возможной замены.

Комплектующие и сборка.

В комплекте были постоянные резисторы, при этом все маломощные резисторы дали прецизионные, хотя в данном случае это не особенно важно, так как на точность поддержания тока влияют в основном только два из них.

Больше всего было резисторов номиналом 1 кОм, аж 12 штук, потому рекомендую начать именно с них.

После них устанавливаем остальные, это номиналы 220 кОм (4шт), 4.7 кОм (4шт) и по одному 22 и 10 кОм.

С одним из резисторов делителя возникла небольшая заминка, в комплекте дали 20 кОм вместо 22. Как я писал выше, данный резистор совместно с переменным резистором образуют делитель напряжения. Если номинал переменного резистора неизменен, то увеличение сопротивления этого резистора приведет к уменьшению максимального тока, соответственно уменьшение к увеличению тока.

Все резисторы установлены согласно номиналам, вместо 22 кОм поставил 20, который дали в комплекте.

Вторая заминка, на этот раз более серьезная. Один из конденсаторов 1 нФ был поврежден, скол около вывода и его емкость была около 150 пФ. Не знаю когда он повредился, при доставке или до того, но в итоге пришлось взять другой конденсатор того же номинала.

Не знаю зачем, но в комплекте дали диоды 1N5408, которые рассчитаны на ток 3 Ампера, а в мосте итого больше. Дело в том, что этот диодный мост питает пару вентиляторов, ампервольтметр и операционный усилитель, реальный общий ток думаю не более чем 500мА и вполне хватило бы 1N4007.
Попутно сразу устанавливаем TL431. На плате есть маркировка как устанавливать, хотя по большому счету в в данном случае это не имеет значения так как крайние выводы у нее соединены и даже если вы вставите ее наоборот, то работать будет также 🙂

Конденсаторы и панелька. Ну думаю что по поводу конденсаторов ошибиться трудно, на плате закрашенная часть маркировки — минус (короткий вывод), а разное расстояние между выводами и подписи не дадут ошибиться.

К операционному усилителю даже дали панельку в комплекте, устанавливаем ее так чтобы вырез совпадал с меткой на печатной плате. Я как-то однажды случайно установил панельку наоборот, потом в итоге чуть спалил микросхему, так как вставлял согласно ключу на панельке, будьте внимательны.

Куда устанавливать мощные резисторы думаю понятно, но я поясню некоторые нюансы замены.
Я писал что изменением номинала делителя можно изменить диапазон регулировки тока, но более корректно делать это изменением номинала шунта.
Нагрузка четырехканальная, в комплекте дали четыре резистора номиналом 0.22 Ома. При этом декларируется ток нагрузки 10 Ампер, т.е. по 2.5 Ампера на канал.
Если нам надо настроить нагрузку на 5 Ампер (в два раза меньше), то просто увеличиваем номинал этих резисторов в два раза, например 0.43 Ома, соответственно при увеличении тока пропорционально уменьшаем номинал.

Учтите. что резисторы могут сильно нагреваться и при их замене следует это учитывать. При этом нагрев напрямую зависит от номинала резистора (в данном включении).
Например при резисторах 0.22 Ома и токе 2.5 Ампера на канал мощность будет
0.22х2.5= 0.55 (падение при макс токе).
0.55х2.5=1.375 Ватта (мощность на резисторе)

Если поставить резисторы в два раза больше номиналом, то мощность на них снизится в два раза.

Для подключения вентиляторов и переменного резистора используются одинаковые разъемы, такие же как стоят на материнских платах. Разъем питания думаю также многим знаком.
Разъем питания неправильно установить не получится, а разъемы вентиляторов будут видны на следующем фото.

Плата рассчитана на установку транзисторов в корпусах ТО-220 или ТО-247, соответственно имеется 8 мест.
Разъемы вентиляторов размещены по краям платы ближе к радиатору, что вполне логично.

А вот здесь я поясню в чем была моя ошибка при заказе.
В описании товара указаны две версии набора, 15 Вольт 10 Ампер или 72 Вольта 2 Ампера. В обоих случаях общая мощность не превышает 150 Ватт. Но скорее всего надо было предварительно написать продавцу что надо именно 72 Вольта 2 Ампера, чего я не сделал.
В итоге еще на этапе установки низкоомных резисторов подумал — что-то не то. А когда дошел до транзисторов, то понял что именно «не то». Дело в том что в комплекте дали транзисторы 110N8F6, которые имеют максимальное напряжение всего в 80 Вольт, а кроме того шунты должны быть номиналом около 1 Ома, придется менять.

Теперь по поводу транзисторов и их замены.
Данная электронная нагрузка понравилась тем, что транзисторы управляются независимо, это является корректным решением. В подобных схемах транзисторы параллельно соединять нельзя так как из-за разброса характеристик работать они нормально не будут.
При этом не обязательно стремиться что бы в каждом канале были одинаковые транзисторы, можно спокойно применять с разными характеристиками, каждый канал подстроится «автоматически». Главное чтобы транзисторы были с запасом по напряжению.

Большинство полевых транзисторов больше ориентированы на ключевой режим работы (открыт/закрыт) и потому в линейном режиме их нельзя эксплуатировать «на полную мощность» ограничивая ее примерно на уровне 30 Ватт на корпус TO-220 и 50 Ватт на ТО-247. Собственно потому при применении транзисторов в корпусе ТО-247 нагрузка будет уже не 150, а 200 Ватт.
Здесь же транзисторы работают с небольшим перегрузом так как они в корпусе ТО-220, а на них рассеивается до 37.5 при рекомендованных 30.

Слева родные транзисторы, справа они же в сравнении с транзисторами в корпусе ТО-247.

А так выглядит установка радиатора на плате совместно с транзисторами в разных корпусах. К сожалению есть пара недоработок:
1. При установке транзисторов в корпусе ТО-220 радиатор смещается дальше от края платы и надо прокладывать изоляцию между ним и печатной платой.
2. Если крепить радиатор в штатные отверстия печатной платы, то он уходит от плоскости транзисторов примерно на 7 мм и придется выгибать выводы транзисторов, причем что с ТО-220, что с ТО-247.

Альтернативный вариант от китайского продавца, как по мне, то колхоз какой-то.

Хотя нет, если выше просто колхоз, то здесь скорее жесть 🙂

Радиатор я взял первый более менее подходящий по размерам, у меня уже был как-то его обзор. На самом деле радиатор должен быть немного другой конфигурации, например хорошо использовать радиаторы от процессоров, но стоит учитывать, что 150 Ватт тепла это довольно много, я бы рекомендовал использовать два радиатора а транзисторы расположить попарно.
Кроме того, будьте внимательны при разметке, транзисторы на плате расположены не совсем симметрично по отношению к ширине платы. Размеры не привожу так как размечать лучше «по месту».

Переходим к последним этапам, установке транзисторов.

Хоть данные транзисторы и получаются впритык если рассчитывать на 72 Вольта, заявленных в описании, мне они не подходят вообще так как планируемое напряжение составляет не менее 80 Вольт, а так как нужен еще и запас, то я планирую применить потом транзисторы рассчитанные на 150-200 Вольт.
Но попробовать хочется уже сейчас потому установил их в порядке эксперимента, как и радиатор, который потом будет заменен на более подходящий.

Радиатор временный, потому крепиться к плате будет только в одной точке, благо хоть она совпала с крепежными отверстиями радиатора 🙂
На плату в районе радиатора наклеил скотч, хотя конечно лучше что-то более прочное, а под единственный винт проложил картонную шайбу.
Небольшой нюанс, на фланцах транзисторов будет потенциал равный входному напряжению, потому есть два варианта монтажа:
1. Изолировать радиатор от корпуса
2. Изолировать транзисторы от радиатора.

На мой взгляд из-за большого тепловыделения правильнее использовать первый вариант, хотя он конечно добавляет некоторые сложности при монтаже. Есть правда еще третий вариант — переделать схему так, чтобы на фланцах транзисторов была земля, но это очень неудобно схемотехнически.

Получился такой вот временный вариант, для тестирования думаю будет достаточно.

В комплекте был и переменный резистор, у меня подобный уже участвовал в одном известном обзоре, но сопротивлением 10 кОм.
Если коротко, регулирует хорошо, 10 оборотов, проволочный.
Для подключения используем комплектный провод с разъемом, цвета получаются так: красный-плюс, черный-минус, желтый-регулировка, подключаем так как на фото, тогда регулировка будет корректная.

Но вот комплектная ручка приятно удивила, мне раньше такие не попадались. Дело в том, что у нее верхняя часть съемная (изначально это незаметно), а сам механизм реализован по принципу цанги, т.е никакие винты наружу не торчат. При этом ручка отлично центруется на валу резистора, 5 баллов однозначно!

Последний шаг, устанавливаем операционный усилитель внимательно контролируя положение ключа.

Вот собственно и все. Реально собрать всю конструкцию примерно за час без спешки даже для новичка, все компоненты ставтся как надо, все отмечено на плате и собирается интуитивно.

В итоге у меня еще остались компоненты:
1. Выключатель
2. Разъем питания
3. Неисправный конденсатор.

Второй разъем питания видимо дается в комплекте на случай если он выносится на крышку корпуса, выключатель скорее всего также используется для включения питания, но в моем варианте его паять некуда, ну а неисправный конденсатор, да просто звезды так сошлись.

На одну из сторон платы вынесены контактные площадки для подключения входа, амперметра, вольтметра и выход питания.
В принципе можно поставить клеммники, а можно просто припаять провода, кому как удобно, но есть некоторые нюансы подключения.

Подключать можно разными способами, попробую рассказать обо всех.
1. Просто плата без измерителей, разъемов и прочего.
2. То же самое, но если хочется поставить разъем, то скорее всего придется ставить перемычку вместо выхода на амперметр.
3. Подключение независимых амперметра и вольтметра, плюс — красный, минус — синий.
4. Если хочется установить цифровой ампервольтметр, то подключаем так:
Черный — общий силовой
Желтый — вход измерения тока
Красный — вход измерения напряжения
Красный тонкий — питание ампервольтметра.

Цветовая маркировка проводов подключения цифрового ампервольтметра дана соответственно тому, что я уже применял и в принципе может отличаться, потому лучше перепроверить перед подключением, обычно черный все таки это минус, а вход измерения тока звонится накоротко с черным.

Как вариант можно поставить и такой ампервольтметр, он более «продвинутый» но его подключение отличается.
Черный толстый — общий силовой
Красный толстый — Вход измерения тока
Желтый — вход измерения напряжения.
Красный тонкий — питание ампервольтметра.

Плюс у такого варианта есть термодатчик, что может быть очень полезным в устройстве с таким тепловыделением.

Оба этих ампервольтметра использовались в небольшой электронной нагрузке, хотя второй используется и сейчас.

И конечно немножко экспериментов.
Подключаем плату к регулируемому блоку питания, выставляем для пробы 32 Вольта и задаем ток нагрузки 5 Ампер, плата без проблем осилила 160 Ватт, но это уже предельный режим.

Проверил уход установки тока в зависимости от прогрева, не очень большой, но есть. По мере прогрева ток падает.

Вроде недолго экспериментировал, но уже почувствовал жар, измерил температуру и увидел что транзисторы прогрелись примерно до 110 градусов. Такого допускать ни в коем случае нельзя, например у моей мощной нагрузки защита от перегрева установлена на 90 градусов на радиаторе или около 95 на транзисторах.
Увеличение температуры транзисторов резко снижает надежность работы, особенно в линейном режиме.

Часто в комментариях вижу упоминание обычных резисторов в качестве нагрузки. Да, конечно их тоже можно применять, но при помощи резисторов труднее добиться например того, что показано на этих фото.
Здесь я понижал напряжение от 40 до 1 Вольта и смотрел как меняется ток нагрузки. В указанном диапазоне колебания составили 2.017-2.026 Ампера, что на мой взгляд довольно неплохо с учетом простой схемотехники.

Хотя и не планирую применять обычный ампервольтметр, но решил все таки проверить работу с ним. Для начала стоит сказать, что его подключение немного отличается от того, что я использовал в простой самодельной нагрузке.

Провода ампервольтметра подключены согласно порядку —
Черный
Желтый
Красный.

Провод питания подключен только один, черный пришлось отключить так как он влиял на результат измерений. Дело в том, что у моей электронной нагрузки ампервольтметр подключался последовательно с токоизмерительным шунтом, потому общий провод амперметра соединялся с общим проводом схемы. Здесь он включается последовательно с проверяемым источником и на мой взгляд это менее корректно.

В процессе написания обзора мне задали вопрос по поводу замены транзисторов, попробую пояснить отдельно.
1. Транзисторы выбираем исходя из типа корпуса и требуемой мощности, 30 Ватт ТО-220, 50 Ватт ТО-247.
2. Транзисторы по сути можно применять не только почти любые, а и разные одновременно.
3. Главным при выборе транзистора в основном является напряжение на которое он рассчитан, желательно чтобы оно было минимум в два раза больше входного.
4. Сопротивление в открытом состоянии почти ни на что не влияет, если разве что не поставить совсем высоковольтные транзисторы где оно идет уже на единицы Ом.
5. Лучше применять транзисторы в не изолированном корпусе и не изолировать их от радиатора.

Почему такие ограничения в плане мощности. Подавляющее большинство современных полевых транзисторов рассчитаны на ключевой режим работы и плохо работают в линейном режиме. Вернее работают они нормально, но с большими ограничениями по температуре, мощности, напряжению и току. Существуют полевые транзисторы которые нормально работают в таком режиме, но они настолько редки, что нет смысла их искать.

Также меня спрашивали, а на что их можно еще заменить.
Ну для начала можно применить транзисторы IGBT, по сути гибрид полевого и биполярного транзистора, но они стоят дороже. Кстати существует и обратный гибрид, биполярного с полевым.

Но никто не мешает применять биполярные транзисторы (собственно потому и хорошо подходят IGBT), у которых максимальная паспортная рассеиваемая мощность обеспечивается и в линейном режиме.
Включить в данной схеме их можно просто вместо полевого, но нужен транзистор с большим коэффициентом усиления, так как в отличии от полевого биполярные управляются током, а не напряжением.
Либо применить составную схему включения транзисторов (схема Дарлингтона), тогда общий коэффициент усиления будет произведением усиления первого и второго. Т.е. если у первого усиление 200, а у второго 70, то общий будет около 14000.

Пожалуй единственный недостаток биполярных (особенно составных) транзисторов — сложности при работе с малыми напряжениями, ниже чем 1.5-2 Вольта. Если вы не планируете тестировать источники с таким напряжением, то можно применить биполярные, в противном случае используем полевые.

Отлично подойдут известные транзисторы КТ827, но у меня их почти нет потому на фото их комплементарная пара КТ825. Они могут рассеивать до 125 Ватт.

Когда-то я даже использовал их в комплекте с такими радиаторами, как раз их размерчик 🙂 Правда они больше все таки под пассивный режим.

Внутри у них находится два транзистора включенные по схеме Дарлингтона плюс дополнительные компоненты.

Кстати подобные транзисторы также отлично подходят для линейных блоков питания и меня часто спрашивают о вариантах замены их на импортные. Я немного полазил по интернету и набрал список замен.
Практически полные аналоги транзистора КТ827: 2N6057, BDX87
КТ827А: BDX65A, BDX67, BDX87C, MJ3521, MJ4035
КТ827Б 2N6058, 2N6283, BDX63, BDX65, BDX67, BDX85B, BDX87B, MJ3001, MJ4034
КТ827В: 2N6057, 2N6282, BDX85, BDX85A, BDX87, BDX87A, MJ3000, MJ3520, MJ4033

Кстати продавец может высылать с разными транзисторами, при этом есть вариант с транзисторами в корпусе TO-247 (IRFP250. IRFP260), но скорее всего за дополнительные деньги. Как по мне, такой вариант был бы куда более интересен.

Ну и попутно поясню по поводу замены остальных компонентов.
Мелкие резисторы не критичны, главное примерно попасть в номинал, то же самое касается и конденсаторов.
Низкоомные резисторы которые выполняют функцию токоизмерительного шунта лучше выбирать с запасом по мощности так как тогда они будут меньше греться а следовательно у них будет меньше изменяться сопротивление и по мере прогрева ток не будет «убегать». Можно поставить более точные и качественные резисторы, но они стоят дорого.
Операционный усилитель также можно заменить на практически любой дешевый, например я применял LM358, но он двухканальный и их надо в два раза больше, но проще применить тот же LM324 благо стоит он копейки.

Питать нагрузку можно как от постоянного, так и от переменного тока, но важно следить чтобы напряжение питания операционного усилителя не превышало 20 Вольт. Сам по себе ОУ выдерживает спокойно до 30-35 Вольт, но напряжение на затворе полевого транзистора не должно быть выше 18-20 Вольт, а лучше до 15 потому я бы ограничил на этом уровне. Как вариант, питать эту цепь от небольшого стабилизатора.

В процессе тестов я все таки спалил один из транзисторов, произошло это случайно, я подал 40 Вольт и выставил ток нагрузки 5 Ампер получив при этом мощность в 200 Ватт. В итоге блок питания просто перешел в защиту от КЗ и на этом все закончилось.
Кроме этого выяснил что наводки на переменный резистор могут заметно влиять на установленный ток. Например когда я держал резистор в руках, ток был 4.1 Ампера, положил на стол, ток стал 4 Ампера. Неприятность может проявляться, а может нет, зависит как от БП самой нагрузки, так и от проверяемого.

Обозревая нагрузка в сравнении с моей старенькой самоделкой, которая со, рана на базе той же TL431, LM358 и одного транзистора. правда у меня есть стабилизатор питания операционного усилителя.

Какие доработки можно провести:
1. Управление вентиляторами от температуры, хотя бы при помощи простейшего термореле.
2. Уменьшить в два раза сопротивление шунтов и изменить номиналы делителя переменного резистора так, чтобы напряжение менялось в диапазоне 0—0.25 Вольта, шунты будут греться в два раза меньше.
3. Добавить режим CV при помощи второго ОУ, но здесь есть проблема с защитой от перегрузки.
4. Добавить стабилизатор напряжения для ОУ, например 7808 или 7809.
5. В моей нагрузке после TL431 стоит буферный операционный усилитель, на мой взгляд такое решение лучше, но добавлять сюда его очень неудобно.
6. Объединить две-три подобные платы для увеличения мощности, при этом одна плата будет ведущей, остальные ведомыми.

В корпусе показать пока не могу, так как его еще нет в наличии, он будет подбираться исходя из общих размеров всего комплекта. Кроме того я буду использовать с более продвинутым ампервольтметром, где будет контроль нижнего/верхнего напряжения и т.п.

С описанием вроде все, постарался ничего не забыть и теперь можно подвести итоги.
Как по мне, то вариант весьма неплохой, цена небольшая, собирается легко и самое главное, после сборки работает 🙂
Не обошлось и без нюансов, например поврежденный конденсатор или не очень удобное расположение отверстий для крепления радиатора.
В описании заявлено 150 Ватт, на мой взгляд это максимальная мощность, я бы рекомендовал не нагружать больше 120 Ватт длительно без замены транзисторов на какие нибудь в корпусе TO-247 и обязательно использовать хорошее охлаждение.

Если планируется применять при напряжениях до 30-40 Вольт, то вполне можно покупать в комплекте с транзисторами. Но если планируете тестировать источники с большим напряжением, то я бы купил все кроме транзисторов, а вместо родных поставил что-то более высоковольтное.
Как вариант, можно просто купить печатную плату, компоненты применены не дефицитные и при желании можно найти их и дома.
Один комплект заказывать наверное будет не очень выгодно, лучше купить сразу несколько, тогда общая цена будет выгоднее.

Спонсором обзора выступил посредник yoybuy.com, который взял на себя оплату доставки, стоимость с доставкой по Китаю около 6.8 доллара, общая стоимость доставки зависит от страны. Точную стоимость услуг посчитать не могу, так как в посылке было 4 товара от четырех продавцов.

На этом все, буду рад вопросам, комментариям и советам.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Не выдержать напряжения. Почему нельзя подключать электронные нагрузки последовательно?

Мы продолжаем знакомить читателей с материалами, посвященными базовым понятиям и подходам в использовании источников питания (ИП), современным решениям в данной области и уникальным функциям, помогающим решить самые сложные задачи, возникающие при тестировании. В этом номере инженер по системам электропитания и ведущий раздела по системам электропитания объединенного блога Keysight Technologies в России Алексей Телегин обсуждает особенности подключения электронных нагрузок.

 

Краткий ответ на вопрос подзаголовка этой статьи звучит следующим образом: потому что превышение допустимого напряжения, скорее всего, приведет к повреждению как минимум одной из таких нагрузок. Но данная тема требует развернутого объяснения.

Начнем с краткого пояснения того, что представляет собой электронная нагрузка и для чего она используется. Сразу оговорюсь: речь пойдет об электронных нагрузках постоянного тока. Электронная нагрузка постоянного тока — это электрический прибор с двумя клеммами для подключения, который потребляет мощность от источника постоянного тока. Нагрузки используются для тестирования источников постоянного тока. Любое устройство с источником выходной мощности постоянного тока (DC) — например, источник питания постоянного тока, преобразователь DC/DC, аккумулятор, топливный элемент или солнечная батарея — может быть нагружено посредством электронной нагрузки.

 

Рис. 1. Электронная нагрузка Keysight Technologies

 

Так, для тестирования источника питания постоянного тока с фиксированным выходным напряжением с номиналами 20 В, 5 A, 100 Вт нужно соединить выход источника питания с электронной нагрузкой с номинальными характеристиками (равными или превышающими номиналы источника питания), которая может потреблять постоянный ток от этого источника питания. Поскольку источник питания регулирует напряжение (20 В), нагрузка должна регулировать ток, потребляемый ею от этого источника (до 5 А). Если источник питания является источником постоянного тока, нагрузка должна быть способна потреблять питание с одновременным регулированием напряжения. Большинство электронных нагрузок можно настроить на потребление питания путем регулирования постоянного напряжения (CV) или постоянного тока (CC). Многие электронные нагрузки также можно настроить на регулирование постоянного сопротивления (CR) на входных клеммах, а некоторые блоки нагрузки способны регулировать постоянную мощность (CP).

Если тестируемый источник питания имеет выходное напряжение, превышающее величину, которую принимает одна электронная нагрузка, то возникает возникнуть мысль: а не подключить ли несколько входов нагрузок последовательно для решения проблемы повышенного напряжения? В конце концов, ведь можно же последовательно соединять выходы источника питания для увеличения напряжения, так почему бы не проделать то же самое с нагрузками?

Последовательное соединение электронных нагрузок может привести к тому, что на входы одной из нагрузок будет подано напряжение, превышающее ее возможности, а это может стать причиной повреждения нагрузки. Итак, есть намерение подключить нагрузки последовательно, потому что одной нагрузке не хватает номинального напряжения, чтобы справиться с напряжением источника постоянного тока. Но, поскольку сопротивление на входах одной из последовательно подключенных нагрузок во время тестирования снижается до минимального (практически до состояния короткого замыкания), напряжение от источника постоянного тока может появиться на входах других последовательно соединенных нагрузок цепи. Далее возможно несколько сценариев развития событий, способных привести к разрушительным последствиям. Чтобы разобраться в этих сценариях, сначала нужно понять, как действует электронная нагрузка.

Нагрузки работают по принципу регулирования проводимости полевых транзисторов на входных клеммах. Данный процесс осуществляется с помощью контура обратной связи для корректировки измеряемого уровня (например, входного тока) таким образом, чтобы он был равен контрольному уровню — в нашем случае заданной силе тока.

Одна из проблем, связанных с последовательным соединением нескольких электронных нагрузок для соответствия более высоким напряжениям, возникает, если обе нагрузки настроены на работу в режиме СС. В этом случае задается одна и та же сила тока на обеих нагрузках. Через обе нагрузки проходит один и тот же ток (рис. 2.1, 2.2), однако из-за небольших погрешностей в настройках реально установленные значения никогда не будут полностью идентичными друг другу. Следовательно, одна из нагрузок будет пытаться потребить больший ток (нагрузка на рис. 2.1 и 2.2), чем другая (нагрузка 1 на рис. 2.1 и 2.2). Поскольку нагрузка 1 будет удерживать силу тока на более низком уровне (в данном примере 9,99 A), нагрузка 2 никогда не сможет достигнуть своего реально установленного значения (в данном примере 10,01 A). В результате внутренний контур обратной связи продолжает отдавать команды полевым транзисторам проводить все больше и больше тока — до тех пор пока они не станут работать на пределе своих возможностей, на грани короткого замыкания. Это приводит к тому, что почти все напряжение источника питания оказывается на входе нагрузки 1, что может вызвать повреждение схемы.

 

Рис. 2.1. Две включенные последовательно 60-В электронные нагрузки, работающие в режиме постоянного тока

 

Последовательное подключение нагрузок, настроенных на работу в режиме постоянного тока (CC), приводит к превышению допустимого напряжения на одной из них (в данном случае на нагрузке 1). Высокое установленное значение выходного напряжения переводит полевые транзисторы в «жесткий» режим работы.

 

Рис. 2.2. Две включенные последовательно электронные нагрузки (нагрузка 1 в режиме постоянного тока поддерживает ток на уровне 10 А; нагрузка 2 установлена в режим постоянного напряжения)

 

На первый взгляд может показаться, что если установить одну нагрузку в режим CC, а другую — в режим CV, будет получен вполне стабильный рабочий режим. Однако при этом придется как следует подумать о том, что потребуется для обеспечения такой стабильности. Если установить режимы нагрузок до подачи напряжения, нагрузка CC не будет обеспечена (отсутствует ток), поэтому она перейдет в состояние короткого замыкания; условия нагрузки CV также не будут удовлетворены (отсутствует напряжение), соответственно, она перейдет в режим обрыва цепи. При подаче испытательного напряжения все напряжение сначала появится на разомкнутой нагрузке CV, что может вызвать ее повреждение. Существуют и другие процедуры, выполнение которых может на какое-то время обеспечить стабильный рабочий режим (например, постепенное повышение испытательного напряжения, если прибор обладает такой функцией). Но любая неисправность в одной из нагрузок приведет к активации механизмов защиты, что повлечет за собой перевод полевых транзисторов в «жесткий» режим (короткое замыкание) либо размыкание полевых транзисторов. В любом их этих случаев на одной из нагрузок в последовательном соединении появится высокое напряжение, способное привести к повреждению цепи.

Итак, теперь ясно, почему последовательное соединение нагрузок может моментально вызвать повреждение входных цепей как минимум одной из подключаемых нагрузок. Настоятельно рекомендую никогда этого не делать!

Ссылка на блог Keysight Technologies в России 

Материал предоставлен Группой компаний «Диполь». 

Официальный сайт Группы компаний «Диполь»: www.dipaul.ru

 

 

Понравилась статья? Поставьте лайк 14


Электроника Контроль, испытания, исследования Электрический контроль Измерительное оборудование Измерительное оборудование Keysight Technologies Keysight Technologies

Электронная нагрузка на 150W от DIY MORE

ПЕРЕЙТИ В МАГАЗИН

Добрый день уважаемые читатели. Сегодня у меня на обзоре новая электронная нагрузка на 150W максимальной мощности. От производителя DIY MORE.

Данная нагрузка покупалась по причине относительной дешевизны и скожести по параметра с моей предыдущей нагрузкой. Обзор на которую есть у меня на канале.

Главный фактор схожести это наличие разъёмов Type-C, microUSB и 5,5х2,5мм. Но обо всём по порядку.

Нагрузка поставляется в картонной коробке. Внутри она запаяна в упаковку из плёнки и обложена вспененным материалом. Так же поставляется блок питания, в том же коробке. Недостаток упаковки это дисплей который ни чем не прижимался к плате и вовремя транспортировки выпал из посадочного места, хорошо что шлейф не оторвался.

Снаружи на коробки находится этикетка, она же вкладыш инструкция.

Сама электронная нагрузка имеет габариты 149 × 96 × 80 мм

Вес 390г.

Основные характеристики:

Максимальная мощность – 150W

Максимальный входной ток – 10А

Максимальное входное напряжение – 150V

Таким образом упираясь в один из этих параметров нагрузку отключается по защите. И не забываем что у нас нигде не указано “кратковременная” или “постоянная” максимальная мощность у нагрузки! Поэтому на предельных значениях лучше не гонять. Обычно я в длительных режимах использую максимум 2/3 мощности.

Спереди есть входные разъёмы для подключения проверяемых устройств: Type-C, microUSB, miniUSB, USB-A для триггера, 5,5х2,5мм и сдвоенный с болтовым креплением для подключения силовых источников либо как нибудь своих проводов.

Дисплей 12864. Если повредите либо приедет поврежденный, легко можно найти запасной, маркировка – LX-12864L-1.

Рядом возле диплея два переменных резистора: грубой и точной настройки тока. С другой стороны одна единственная кнопка управления меню.

Сзади у электронной нагрузки расположен разъём 5,5х2,5мм для подключения её собственного блока питания на 12V. Рядом трёх-пиновый разъём вентилятора и пищалка.

Разбирается нагрузка довольно просто. Нужно открутить два болта крепящих плату с дисплеем и кнопкой, предварительно сняв ручки-колпачки с переменных резисторов. Далее откручиваем радиатор.

Посадочное место радиатора имеет размеры по диагонали 102мм и размеры ребра 72мм

Силовой мосфет IRFP260M Рядом диод шотки B20100G – защита от переполюсовки.

За питание самой нагрузки отвечает MC3463A

Силовой шунт меньше по сечению чем у предыдущей нагрузки и он одинарный вместо сдвоенного.

Маркировка контроллера затерта.

Возле переменных резисторов расположился разьём, то ли для прошивки то ли для связи с ПК. Но никакой информации и софта нет.

У данной электронной нагрузки есть сервисный режим. НО заходить внего нужно с пониманием и просто так Я этого делать не рекомендую! Для входа нужно зажать кнопку на выключенной нагрузке и подать на неё питание. Заходит не всегла, раза со второго или третьего. ВНИМАНИЕ в меню только две настройки: первая калибровка по 60V, вторая калибровка по 5A. Без источника такого напряжения в эти настройки лезть не нужно, точность и так хорошая. Но Я ради эксперимента попал в сервисное меню. Даже если вы туда просто вошли и выдернули питание нагрузки, ничего не нажимая, вы уже сбили калибровку.

Для калибровки нужно войти в сервисное меню. Вас сразу будет ждать цифра 60V – подаём источником точного напряжение 60V. Далее нажимаем кнопку, включается второй экран 5А – нужно переменными резисторами выставить ток потребления 5А, максимально точно! Замеряя точным инструментом! На этом месте я первый раз спалил силовой мосфет нагрузки. Напряжение со своего МЕГА ЛБП Я не уменьшил с 60ти Вольт, а ток начал увеличивать до 5А. Естественно транзистор сгорел, так как мощность 300W! Поэтому при калибровке по току не забудьте уменьшить напряжение, потому что у нагрузки в сервисном режиме программная защита не работает.

Поменяв транзистор я откалибровал нагрузку с помощью своего МЕГА ЛБП. Замена была произведена на IRFP260N, который благополучно сгорел при 50W мощности и был снова заменён на IRFP260M Все три транзисторы имели визуальные отличия, кто из них оригинал доподлинно не известно, но последний вариант хорошо держал 100W нагрузку.

Теперь поговрим об основном меню электронной нагрузки.

При первом включении на первом экране отображаются данные, напряжение V, ток А, мощность W, ёмкость Ah, энергия Wh, время измерения, температура электронной нагрузки.

Датчики температуры расположены возле силового транзистора, на плате, температура влияет на включение отключение вентилятора – включается при 40С, отключается при 35С градусах.

Для того чтобы сбросить показания счётчиков ёмкости и времени нужно зажать кнопку.

Для перехода на следующий экран нужно коротко нажать кнопку, но не слишком быстро, а размерено. Быстрые нажатия не распознаёт.

На втором экране отображается всё то же самое, но ещё добавилось отображение внутреннего сопротивления источника.

На третьем экране тоже самое, но в другой последовательности.

Четвёртый экран повторяет третий, но на китайском языке.

На пятом экране настройка подсветки дисплея. Можно задать время свечения до 59сек или постоянно ну или полностью отключить.

Касательно однокнопочного управления, оно схоже с таковым у предыдущего варианта. Для изменения заданного параметра в большую сторону нужно средне-быстро два раза нажать кнопку, после того как параметр изменился на одну позицию больше можно зажать кнопку и параметр будет быстро меняться в большую сторону. Для изменения параметра в меньшую сторону нужно три раза средне-быстро нажать кнопку. После того как параметр изменился на одну единицу в меньшую сторону можно или так же зажать кнопку и быстро его менять или нажимать кнопку по три раза для изменения параметра на единицы.

На следующем экране можно менять отсечку по верхнему порогу напряжения для этой нагрузки. По умолчанию стоит максимальное 150V

Седьмой экран позволяет изменять отсечку напряжения по нижнему порогу. Эта нужная настройка при тестировании аккумуляторов. Мы задаём напряжение при котором электронная нагрузка перемтанет разряжать аккумулятор, для литиевых аккумуляторов это как правило 2,5V. Но у этой нагрузки, как и прошлого варианта, есть недостаток. Когда напряжение на аккумуляторе опустилось до заданого предела, нагрузка отключается, на литиевых аккумуляторах в этот момент всегда напряжение подымается. И эта нагрузка снова начинает разряжать аккумулятор и так до тех пор когда он полностью не сядет. Напомню, что специализированные тестеры аккумуляторов отключают нагрузку после достижения заданого напряжение и больше не включают её, так как разряд аккумулятора считается завершённым когда он разрядился до заданного напряжения. В противном случае измерения будут не точны, скорее всего завышены.

Единственный правильный выход это ждать возле нагрузки завершения тестирования. Когда срабатывает какая либо отсечка у нагрузки, начинает пищать встроенный бузер.

На следующем экране отсечка по току, по умолчанию стоят максимальные 10А

Далее отсчека по мощности. Установлены максимальные 150W

После этого меню повторяется по кругу.

Пару “строк” в заключение. У этой нагрузки есть существенный недостаток – это конструкция охлаждения, у другого варианта радиатор явно способен больше тепла поглотить, плюс пятак радиатора больше и текстолит вогруг силового транзистора имеет сквозную перфорацию для продува воздухом. Таким образом транзистор как бы охлаждается и сверху и с низу. У нагрузки от DIY MORE всё примитивнее и пятак у радиатора меньше, уголки транзистора вверху не соприкасаются с ним. Это не критично, особенно с учётом того что новая нагрузка рассчитана на 10А максимум в то время как предыдущая на 20А. Но при длительных нагрузка всё таки это имеет значение.

Но есть у новой нагрузки и большой плюс, это точность показаний. Предыдущая нагрузка от Atorch/Juwey при больших мощностях, от 50W, и напряжении на входе от 12V начинала постоянно завышать показания входного напряжения, в то время как новая такой проблемы не имеет.

Нагрузка в целом мне понравилась, за свою стоимость это не плохой вариант покупки для простых радиолюбительских целей. Я её покупал для тестирования блоков питания и повербанков, именно поэтому мне и нужны были разъёмы Type-C и microUSB.

Для обзора мне понадобились:

Сама электронная нагрузка от DIY MORE http://ali.pub/3m6n1n

Предыдущая нагрузка от Atorch/Juwey http://ali.pub/1t1hpj

Мой мощный ЛБП на 3000W

Тестер ZY1280 http://ali.pub/2sx70m

Type-C 5A провод https://goo.gl/rt2Lwv

Отвёртка Nanch S2: http://ali.pub/36pbmw

Спасибо дочитавшим до конца, ниже подробный видео-обзор на моём YouTube-канале. Подписывайтесь!

ПЕРЕЙТИ В МАГАЗИН

Электронный регулятор переменного напряжения. Регулятор переменного напряжения электронный Схема электронного регулятора напряжения

В этой статье будет рассмотрена схема электронного регулятора переменного напряжения (автотрансформатор), а так же описание его построения. Схема достаточно сложная но повторяемая, собрав такой регулятор напряжения, вы пополните свою коллекцию действительно нужным и не заменимым прибором. В конце статье есть файлы для загрузки, с печатной платой.

Лабораторный автотрансформатор практически незаменим для ремонта и наладки электронной аппаратуры. Однако наличие гальванической связи с сетью повышает риск поражения электрическим током или выхода из строя измерительной аппаратуры, используемой при настройке. Предлагаемый электронный регулятор позволяет минимизировать эти риски и сделать процесс налаживания устройств более безопасным и удобным.

Электронный регулятор позволяет изменять напряжение на нагрузке в диапазоне от 0 до 255В с шагом в 1В. Напряжение на нагрузке измеряется с разрешением 0,1В и выводится на семисегментные индикаторы. Максимальный ток в нагрузке ограничивается применяемым силовым трансформатором и сечением проводов его обмоток, в данном случае он равен 3А.

Электрические принципиальные схемы платы управления регулятора напряжения и силовой части регулятора представлены ниже.


Регулирование напряжения осуществляется за счёт коммутации вторичных обмоток трансформаторов Т1 и Т2 с помощью реле К1…К8. Напряжение на обмотке II трансформатора Т1 равно 1В, на каждой последующей обмотке значения напряжения удваиваются, достигая значения 128В на обмотке III трансформатора Т2, иными словами, уровни напряжений представляют собой ряд последовательных степеней числа «2» — двоичный ряд. Микроконтроллер DD1 подаёт двоичный код, соответствующий требуемому выходному напряжению, на ключи VT6…VT13, которые управляют реле К1…К8. Младший разряд числа соответствует реле К1, старший — К8. Допустим, необходимо получить на выходе напряжение, равное 173В. Число 173 в двоичном коде представляется как 10101101, таким образом, будут включены реле К8, К6, К4, К3, К1, которые скоммутируют обмотки с напряжениями 128В, 32В, 8В, 4В, 1В последовательно друг с другом, что в сумме составит как раз 173В.

Установка выходного напряжения осуществляется кнопками SB1…SB6. После включения регулятора в ячейке памяти, где хранится значение установленного напряжения, заносится 0. Функциональное назначение кнопок следующее:
SB1 — увеличение выходного напряжения на 1В;
SB2 — уменьшение выходного напряжения на 1В;
SB3 — увеличение выходного напряжения на 10В;
SB4 — уменьшение выходного напряжения на 10В;
SB5 — увеличение выходного напряжения на 100В;
SB6 — уменьшение выходного напряжения на 100В;

Перед установкой нового кода напряжения реле К1…К8 отключаются на время около 16мс. Несмотря на то, что время выключения реле, как правило, в 2 раза меньше времени включения, при размыкании контактов под нагрузкой возникает дуга, за счёт которой время полного отключения нагрузки увеличивается, а такой эффект может привести к броску напряжения на нагрузке в момент смены кода.

Подключением/отключением нагрузки к регулятору управляет МК DD1 при помощи кнопки SB7, ключей VT14…VT16 и реле К9, начальное состояние – отключено, включенное состояние индицируется светодиодом HL2. Ключи VT14…VT16 управляются двумя линиями порта МК DD1 – PC5, активный уровень «0», и PC6, активный уровень «1». Такое управление уменьшает вероятность непроизвольного срабатывания реле в момент включения/отключения регулятора или сброса контроллера.

Элементы C2 и R4 необходимы для гашения дуги между контактами реле при отключении нагрузки, имеющей индуктивный характер. Кроме этого, они способствуют уменьшению пускового тока устройств, содержащих выпрямители (импульсные БП), за счёт частичного предварительного заряда сглаживающего конденсатора последних, что предотвращает залипание контактов реле К9 в момент включения.

Выпрямление выходного напряжения для последующего измерения осуществляется с помощью элементов DA1, R1…R4, R6…R9, VD2,VD12, C3, C6, C8 на плате реле. Резисторы R1…R4 образуют делитель напряжения, диод VD2 шунтирует отрицательную полуволну напряжения, конденсатор C3 — фильтрующий. Однополярное включение ОУ DA1 не позволяет в отсутствие сигнала на входе получить нулевое напряжение на выходе. Для решения этой проблемы в цепь ООС DA1 включен диод VD12, напряжение падения на котором больше, чем минимальное напряжение на выходе 1 DA1. Конденсатор C8 интегрирует положительные полуволны напряжения, резистор R8 развязывает выход ОУ от ёмкостной нагрузки, а конденсатор C6 обеспечивает высокочастотное шунтирование.

Для проведения измерений применяется метод преобразования напряжения в частоту, внутренний АЦП МК DD1 не применяется. Измерительная часть состоит из интегратора, собранного на элементах DA1, R3, R4, C8, VT1, компаратора DA3 и работает следующим образом. В момент запуска преобразования микроконтроллер DD1 закрывает транзистор VT1. Одновременно с этим программа разрешает работу счетного регистра TCNT1 от тактовой частоты контроллера, деленной на 8, что составляет 1 МГц. Элементы DA1, R3, R4, образующие источник стабильного тока, заряжают конденсатор C8. Компаратор DA3 сравнивает линейно нарастающее напряжение на выв. 2 с измеряемым напряжением на выв.3, и, как только нарастающее напряжение станет больше измеряемого, на выв.1 DA2 установится низкий логический уровень. Спадающий фронт на выв. 20 контроллера DD1 приведет к записи в регистр захвата ICR1 содержимого счетного регистра TCNT1, запрос на прерывание по событию «захват» и вызов подпрограммы обработки прерывания. Подпрограмма открывает транзистор VT1, разряжая конденсатор C8, преобразует насчитанное счётчиком значение (количество подсчитанных тактов пропорционально измеряемому напряжению) в десятичную форму и выводит это значение на индикатор HL1.

Стабилитрон VD1 обеспечивает ограничение напряжения на выв. 3 относительно линейно нарастающего напряжения на выв. 2 компаратора DA3, гарантируя спадающий фронт на выв. 20 DD1, а значит, прерывание по событию «захват». Это ограничение необходимо в ситуации, когда измеряемое напряжение превышает установленное программой максимальное значение, в данном случае 499,9В. Превышение измеряемого напряжения 499,9 В приведёт к мерцанию индикатора с частотой 1 Гц и отображению числа «4999».

Если на выв. 3 компаратора DA4 присутствует нулевое значение напряжения, то отрицательного перепада на выв. 20 DD1 не произойдёт, поскольку уровень напряжения на выв. 2 будет заведомо больше. В этом случае произойдёт переполнение счётчика TCNT1, и будет вызвана подпрограмма обработки прерывания по событию «переполнение», которая выведет на индикатор значение «0.0».

Конденсатор C11 необходим для подавления выброса при переключении компаратора DA3, что приводит к преждевременному возникновению прерывания по событию «захват».

Ниже представлены схемы расположения и печатные платы блока управления и силовой части регулятора соответственно. В архиве прилагаются чертежи печатных плат в формате ACAD.



Фото готовой платы регулятора переменного напряжения:



Управляющая программа написана на ассемблере. Настройка фьюз-битов показана ниже, где галочка означает, что бит запрограммирован – равен нулю, а пустой квадрат — нет.


Программирование МК DD1 осуществляется через 10-ти контактный разъём XP1 по интерфейсу ISP, при этом на плату управления регулятора необходимо подать питание +12В. После того, как МК запрограммирован, при включении питания на индикатор HL1 в течении 1с выводится число «2816», после чего МК переходит в рабочий режим, и индицирует напряжение, измеренное на выходе. Для настройки измерительных цепей регулятора на вход «+Uвып» и «GND» от внешнего источника питания подаётся напряжение +4,500В…+4,800В, которое контролируется вольтметром. Подстройкой резистора R4 на индикаторе HL1 добиваются показаний, идентичных внешнему вольтметру. Далее внешний источник питания отсоединяется, и вход «+Uвып» платы регулятора соединяется с «GND». Возможна индикация значения, отличного от нуля, из-за задержек переключения, напряжения смещения нуля компаратора DA2 или ненулевого сопротивления сток-исток транзистора VT1. Для исключения этой погрешности предусмотрена программная компенсация измеренного напряжения.

Вход в режим коррекции осуществляется нажатием кнопки SB8. Индикатор HL1 начнёт мигать с частотой 1Гц, отображая при этом текущее измеряемое значение. В этом режиме каждое нажатие кнопки SB1 увеличивает константу, которая вычитается из измеренного значения напряжения, на единицу, а нажатие кнопки SB2 – уменьшает. Результат коррекции выводится на индикатор, позволяя осуществлять регулировку в режиме реального времени. После программирования МК в ячейках памяти EEPROM по всем адресам находятся значения, равные 0хFF, поэтому при первом запуске режима коррекции ячейку, в которой содержится константа, следует обнулить, нажав кнопку SB4. После нажатия на индикаторе появится значение измеряемого напряжения.

Выход из режима коррекции происходит при повторном нажатии кнопки SB8, при этом значение константы записывается в энергонезависимую память МК DD1. После этого на регулятор вновь подаётся напряжение +4,500В…+4,800В, и дополнительной подстройкой резистора R4 добиваются нужных показаний измеряемого напряжения.

Окончательная настройка сводится к установке индицируемого напряжения на индикаторе HL1 в соответствии с переменным напряжением на выходе регулятора, которое контролируется внешним вольтметром. Установка измеряемого напряжения устанавливается резистором R3 на плате реле, при этом на выходе устанавливается максимальный уровень в 255В.

Допустимая мощность нагрузки регулятора полностью зависит от характеристик трансформаторов Т1 и Т2 и реле К1…К9. Использовать 2 трансформатора не обязательно, будет достаточно и одного, но из-за большого количества витков во вторичных обмотках разместить их на одном магнитопроводе будет затруднительно.

Оба трансформатора намотаны на тороидальных сердечниках, поскольку тороидальные трансформаторы обладают более низким током покоя, практически бесшумны при работе, имеют меньший вес и габариты, чем трансформаторы, намотанные на «П» и «Ш» -образных сердечниках.

Все обмотки намотаны проводом диаметром 1,06мм, типоразмер сердечника – D=117мм, d=58мм, h=55мм. Количество витков указано в таблице ниже.

Если регулятор предполагается использовать для питания низковольтных, но потребляющих значительный ток устройств, обмотки от 1В до 16В имеет смысл мотать проводом большего сечения, нежели остальные.

Острые края тора, во избежание прокалывания изоляции у провода во время намотки, необходимо скруглить шлифмашиной или напильником, после чего наклеить на торцы шайбы из плотного картона, имеющие больший внешний диаметр, и меньше внутренний, чем у тора, на 5-7 мм. После этого тор обматывается лакотканью или киперной лентой, но если их не окажется под рукой, можно воспользоваться узким бумажным малярным скотчем.


Отводы от обмоток трансформатора лучше всего делать из гибкого и разноцветного многожильного провода, одножильный может сломаться из-за частых перегибов во время намотки, а разные цвета у обмоток помогут быстрее разобраться, какое напряжение у последних. Чтобы не перепутать фазировку при окончательном монтаже устройства, желательно сразу отмечать начало и конец обмоток. Сами обмотки пропитываются шеллаком, слои изолируется друг от друга.


Крепёжные элементы для тороидов показаны ниже, прижимная шайба изготовлена из стеклотекстолита толщиной 3мм.


В качестве прокладки между трансформаторами и корпусом регулятора используются полиуретановые мебельные подпятники.


Микроконтроллер DD1 ATmega16L можно заменить на ATmega16, резисторные сборки DR2, DR3 заменить обычными резисторами, объединив 8 выводов в один и подключив к цепи +5В. Сборка DR1 представляет собой 8 отдельных чип резисторов типоразмера 1206. Стабилизатор DA1 LM7812CV установлен на алюминиевой пластине размером 100х45 мм и толщиной 5 мм. Номиналы дугогасящей цепочки C2, R4, в зависимости от типа нагрузки, могут отличаться от указанных на схеме, возможно, их придётся пересчитать под собственные нужды. От этой цепочки можно отказаться, если вместо реле К9 использовать реле с дугогасительным магнитом.

Корпус регулятора собран из алюминиевых пластин толщиной 2мм скреплённых между собой алюминиевым уголком 15х15мм.

Фото готового прибора:




8 основных схем регуляторов своими руками. Топ-6 марок регуляторов из Китая. 2 схемы. 4 Самых задаваемых вопроса про регуляторы напряжения.+ ТЕСТ для самоконтроля

Регулятор напряжения – это специализированный электротехнический прибор, предназначенный для плавного изменения или настройки напряжения, питающего электрическое устройство.

Регулятор напряжения

Важно помнить! Приборы этого типа предназначены для изменения и настройки питающего напряжения, а не тока. Ток регулируется полезной нагрузкой!

ТЕСТ:

4 вопроса по теме регуляторов напряжения

  1. Для чего нужен регулятор:

а) Изменение напряжения на выходе из прибора.

б) Разрывание цепи электрического тока

  1. От чего зависит мощность регулятора:

а) От входного источника тока и от исполнительного органа

б) От размеров потребителя

  1. Основные детали прибора, собираемые своими руками:

а) Стабилитрон и диод

б) Симистор и тиристор

  1. Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт:

а) Питать стабилизированным напряжением микросхемы

б) Ограничивать токопотребление электрических ламп

Ответы.

2 Самые распространенные схемы РН 0-220 вольт своими руками

Схема №1.

Самый простой и удобный в эксплуатации регулятор напряжения — это регулятор на тиристорах, включенных встречно. Это создаст выходной сигнал синусоидального вида требуемой величины.


Входное напряжение величиной до 220в, через предохранитель поступает на нагрузку, а по второму проводнику, через кнопку включения синусоидальная полуволна попадает на катод и анод тиристоров VS1 и VS2. А через переменный резистор R2 производится регулировка выходного сигнала. Два диода VD1 и VD2, оставляют после себя только положительную полуволну, поступающую на управляющий электрод одного из тиристоров, что приводит к его открытию.

Важно! Чем выше токовый сигнал на ключе тиристора, тем сильнее он откроется, то есть тем больший ток сможет пропустить через себя.

Для контроля входного питания предусмотрена индикаторная лампочка, а для настройки выходного – вольтметр.

Схема №2.

Отличительная особенность этой схемы — замена двух тиристоров одним симистором. Это упрощает схему, делает ее компактней и проще в изготовлении.


В схеме, также присутствует предохранитель и кнопка включения, и регулировочный резистор R3, а управляет он базой симистора, это один из немногих полупроводниковых приборов с возможностью работать с переменным током. Ток, проходя через резистор R3, приобретает определенное значение, оно и будет управлять степенью открытия симистора. После этого оно выпрямляется на диодном мосту VD1 и через ограничивающий резистор попадает на ключевой электрод симистора VS2. Остальные элементы схемы, такие как конденсаторы С1,С2,С3 и С4 служат для гашения пульсаций входного сигнала и его фильтрации от посторонних шумов и частот нерегламентированной частоты.

Как избежать 3 частых ошибок при работе с симистором.

  1. Буква, после кодового обозначения симистора говорит о его предельном рабочем напряжении: А – 100В, Б – 200В, В – 300В, Г – 400В. Поэтому не стоит брать прибор с буквой А и Б для регулировки 0-220 вольт — такой симистор выйдет из строя.
  2. Симистор как и любой другой полупроводниковый прибор сильно нагревается при работе, следует рассмотреть вариант установки радиатора или активной системы охлаждения.
  3. При использовании симистора в цепях нагрузок с большим потреблением тока, необходимо четко подбирать прибор под заявленную цель. Например, люстра, в которой установлено 5 лампочек по 100 ватт каждая будет потреблять суммарно ток величиной 2 ампера. Выбирая по каталогу необходимо смотреть на максимальный рабочий ток прибора. Так симистор МАС97А6 рассчитан всего на 0,4 ампера и не выдержит такой нагрузки, а МАС228А8 способен пропустить до 8 А и подойдет для этой нагрузки.

3 Основных момента при изготовлении мощного РН и тока своими руками

Прибор управляет нагрузкой до 3000 ватт. Построен он на использовании мощного симистора, а затвором или ключом его управляет динистор.

Динистор – это тоже, что и симистор, только без управляющего вывода. Если симистор открывается и начинает пропускать через себя ток, когда на его базе возникает управляющее напряжение и остается открытым пока оно не пропадет, то динистор откроется, если между его анодом и катодом появится разность потенциалов выше барьера открытия. Он будет оставаться незапертым, пока между электродами не упадет ток ниже уровня запирания.


Как только на управляющий электрод попадет положительный потенциал, он откроется и пропустит переменный ток, и чем сильнее будет этот сигнал, тем выше будет напряжение между его выводами, а значит и на нагрузке. Что бы регулировать степень открытия используется цепь развязки, состоящая из динистора VS1 и резисторов R3 и R4. Эта цепь устанавливает предельный ток на ключе симистора, а конденсаторы сглаживают пульсации на входном сигнале.

2 основных принципа при изготовлении РН 0-5 вольт

  1. Для преобразования входного высокого потенциала в низкий постоянный используют специальные микросхемы серии LM.
  2. Питание микросхем производится только постоянным током.

Рассмотрим эти принципы подробнее и разберем типовую схему регулятора.

Микросхемы серии LM предназначены для понижения высокого постоянного напряжения до низких значений. Для этого в корпусе прибора имеется 3 вывода:

  • Первый вывод – входной сигнал.
  • Второй вывод – выходной сигнал.
  • Третий вывод – управляющий электрод.

Принцип работы прибора очень прост – входное высокое напряжение положительной величины, поступает на входной выход и затем преобразуется внутри микросхемы. Степень трансформации будет зависеть от силы и величины сигнала на управляющей «ножке». В соответствии с задающим импульсом на выходе будет создаваться положительное напряжение от 0 вольт до предельного для данной серии.


Входное напряжение, величиной не выше 28 вольт и обязательно выпрямленное подается на схему. Взять его можно с вторичной обмотки силового трансформатора или с регулятора, работающего с высоким напряжением. После этого положительный потенциал поступает на вывод микросхемы 3. Конденсатор С1 сглаживает пульсацию входного сигнала. Переменный резистор R1 величиной 5000 ом задает выходной сигнал. Чем выше ток, который он пропускает через себя, тем выше больше открывается микросхема. Выходное напряжение 0-5 вольт снимается с выхода 2 и через сглаживающий конденсатор С2 попадает на нагрузку. Чем выше емкость конденсатор, тем ровнее оно на выходе.

Регулятор напряжения 0 — 220в

Топ 4 стабилизирующие микросхемы 0-5 вольт:

  1. КР1157 – отечественная микросхема, с пределом по входному сигналу до 25 вольт и током нагрузки не выше 0.1 ампер.
  2. 142ЕН5А – микросхема с максимальным выходным током 3 ампера, на вход подается не выше 15 вольт.
  3. TS7805CZ – прибор с допустимыми токами до 1.5 ампер и повышенным входным напряжением до 40 вольт.
  4. L4960 – импульсная микросхема с максимальным током нагрузки до 2.5 А. Входной вольтаж не должен превышать 40 вольт.

РН на 2 транзисторах

Данный вид применяется в схемах особо мощных регуляторов. В этом случае ток на нагрузку также передается через симистор, но управление ключевым выводом происходит через каскад транзисторов. Это реализуется так: переменным резистором регулируется ток, который поступает на базу первого маломощного транзистора, а тот через коллектор-эмиторный переход управляет базой второго мощного транзистора и уже он открывает и закрывает симистор. Это реализует принцип очень плавного управления огромными токами на нагрузке.


Ответы на 4 самых частых вопроса по регуляторам:

  1. Какое допустимое отклонение выходного напряжения? Для заводских приборов крупных фирм, отклонение не будет превышать +-5%
  2. От чего зависит мощность регулятора? Выходная мощность напрямую зависит от источника питания и от симистора, который коммутирует цепь.
  3. Для чего нужны регуляторы 0-5 вольт? Эти приборы чаще всего используют для питания микросхем и различных монтажных плат.
  4. Зачем нужен бытовой регулятор 0-220 вольт? Они применяются для плавного включения и выключения бытовых электроприборов.

4 Схемы РН своими руками и схема подключения

Коротко рассмотрим каждую из схем, особенности, преимущества.

Схема 1.

Очень простая схема для подключения и плавной регулировки паяльника. Используется, чтобы предотвратить разгорание и перегрев жала паяльника. В схеме используется мощный симистор, которым управляет цепочка тиристор-переменный резистор.


Схема 2.

Схема основанная на использовании микросхемы фазового регулирования типа 1182ПМ1. Она управляет степенью открытия симистора, который управляет нагрузкой. Применяются для плавного регулирования степени светимости лампочек накаливания.

Схема 3.

Простейшая схема регулирования накалом жала паяльника. Выполнена по очень компактной схеме с использованием легкодоступных компонентов. Управляет нагрузкой один тиристор, степень включения которого регулирует переменный резистор. Также присутствует диод, для защиты от обратного напряжения.тиристора,

В наше время товары из Китая стали довольно популярной темой, от общей тенденции не отстают и китайские регуляторы напряжения. Рассмотрим самые популярные китайские модели и сравним их основные характеристики.

Существует возможность выбрать любой регулятор именно под свои требования и необходимости. В среднем один ватт полезной мощности стоит менее 20 центов, и это очень выгодная цена. Но все же, стоит обращать внимание на качество деталей и сборки, для товаров из Китая она по-прежнему остается очень низким.

Появление полупроводниковых приборов, способных при работе в ключевом режиме коммутировать большие мощности, привело к использованию для регулирования напряжения авиационных генераторов транзисторных и тиристорных регуляторов. Регулирование напряжения осуществляется путем изменения среднего тока возбуждения. В большинстве схем регуляторов напряжения на транзисторах принципиальная схема оконечного каскада имеет вид, представленный на рис. 4.3.а).

Рис. 4.3. а) Схема включения электронного регулятора; б) форма управляющего сигнала и среднего тока в ОВГ.

Схемы регуляторов отличаются друг от друга схемами управления импульсным элементом, роль которого выполняет мощный транзистор, включенный последовательно с обмоткой возбуждения и работающий в режиме ключа. Когда транзистор находится в закрытом состоянии, можно считать, что сопротивление цепи эмиттер — коллектор весьма велико — «ключ закрыт». Если транзистор работает в режиме насыщения (находится в открытом состоянии)- «ключ открыт», то сопротивление весьма мало. . Схема управления вырабатывает импульсы прямоугольной формы (рис. 4.3.б). При подаче прямоугольного импульса со схемы управления транзистор открывается и через обмотку возбуждения генератора начинает протекать ток. Но так как обмотка возбуждения представляет собой индуктивность, то нарастание тока в ней будет носить экспоненциальный характер. При прекращении воздействия импульса ток возбуждения также будет убывать не мгновенно, а по экспоненте, т.е. при открытом транзисторе в полюсах генератора накапливается магнитная энергия, а в паузе тока управления, ток в обмотке возбуждения продолжает идти за счет накопленной энергии в магнитном поле. Средний ток регулируется изменением скважности импульсов. При отклонении напряжения генератора от заданного значения, например, при его увеличении длительность импульса, а соответственно и время нахождения транзистора в открытом состоянии уменьшается, что приводит к снижению среднего значения тока возбуждения возбудителя генератора, и напряжение генератора возвращается к прежнему значению. При снижении напряжения генератора время нахождения транзистора в открытом состоянии увеличивается, средний ток возбуждения возбудителя и, следовательно, напряжение генератора увеличиваются.

Таким образом, уменьшение скважности ведет к увеличению среднего тока, и наоборот. Электронная комплектация ЭРН позволяет расширить функции регулятора, так, например, на самолете Л410 он защищает сеть от повышения напряжения генератора и ограничивает максимальный ток генератора при запуске двигателя.

УПРАВЛЕНИЕ И ЗАЩИТА ГЕНЕРАТОРОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА

К операциям управления относятся: дистанционное включение и отключение генераторов; автоматическое включение генераторов на нагрузку при правильной полярности и определенном соотношении напряжений генераторов и бортсети. Подключение генераторов к бортсети контролируется автоматически.

В процессе эксплуатации возможны случаи отказов элементов систем генерирования, приводящих к нарушению нормальной работы СЭС. В целях предупреждения возможных тяжелых последствий, к которым могут привести ненормальные режимы, применяют различные виды защиты. В СЭС постоянного тока применяют защиты от понижения и повышения напряжения, включения генератора с неправильной полярностью и от коротких замыканий.

Операции управления и защиты от понижения напряжения (от обратных токов) и от включения генератора с неправильной полярностью выполняются комплексным аппаратом — дифференциально-минимальным реле. Защита от повышения напряжения осуществляется с помощью автоматов защиты от перенапряжения.

Собранный однажды простейший регулятор напряжения на одном транзисторе был предназначен для определённого блока питания и конкретного потребителя, никуда больше его подключать было конечно не нужно, но как всегда наступает момент, когда правильно поступать мы перестаём. Следствием этого являются хлопоты и раздумья как жить-быть дальше и принятие решения восстанавливать сотворённое ранее или продолжать творить.

Схема номер 1

Имелся стабилизированный импульсный блок питания, дающий на выходе напряжение 17 вольт и ток 500 миллиампер. Требовалось периодическое изменение напряжения в пределе 11 — 13 вольт. И общеизвестная на одном транзисторе с этим прекрасно справлялась. От себя добавил к ней только светодиод индикации да ограничительный резистор. К слову, светодиод здесь это не только «светлячок» сигнализирующий о наличии выходного напряжения. При правильно подобранном номинале ограничительного резистора, даже небольшое изменение выходного напряжения отражается на яркости свечения светодиода, что даёт дополнительную информацию о его повышении или понижении. Напряжение на выходе можно было изменять от 1,3 до 16 вольт.

КТ829 — мощный низкочастотный кремниевый составной транзистор, был установлен на мощный металлический радиатор и казалось, что при необходимости он вполне может выдержать и большую нагрузку, но случилось короткое замыкание в схеме потребителя и он сгорел. Транзистор отличается высоким коэффициентом усиления и применяется в усилителях низкой частоты — видно действительно его место там а не в регуляторах напряжения.

Слева снятые электронные компоненты, справа приготовленные им на замену. Разница по количеству в два наименования, а по качеству схем, бывшей и той, что решено было собрать, она несопоставима. Напрашивается вопрос — «Стоит ли собирать схему с ограниченными возможностями, когда существует более продвинутый вариант «за те же деньги», в прямом и переносном смысле этого изречения?»

Схема номер 2

В новой схеме также присутствует трёхвыводной эл. компонент (но это уже не транзистор) постоянный и переменный резисторы, светодиод со своим ограничителем. Добавлено только два электролитических конденсатора. Обычно на типовых схемах указаны минимальные значения C1 и C2 (С1=0,1 мкФ и С2=1 мкФ) которые необходимы для устойчивой работы стабилизатора. На практике значения емкостей составляют от десятков до сотен микрофарад. Ёмкости должны располагаться как можно ближе к микросхеме. При больших емкостях обязательно условие C1>>C2. Если ёмкость конденсатора на выходе будет превышать ёмкость конденсатора на входе, то возникает ситуация при которой выходное напряжение превышает входное, что приводит к порче микросхемы стабилизатора. Для её исключения устанавливают защитный диод VD1.

У этой схемы уже совсем другие возможности. Входное напряжение от 5 до 40 вольт, выходное 1,2 — 37 вольт. Да, имеется падение напряжения вход — выход равное примерно 3,5 вольтам, однако роз без шипов не бывает. Зато микросхема КР142ЕН12А именуемая линейным регулируемым стабилизатором напряжения имеет неплохую защиту по превышению тока нагрузки и кратковременную защиту от короткого замыкания на выходе. Её рабочая температура до + 70 градусов по Цельсию, работает с внешним делителем напряжения. Выходной ток нагрузки до 1 А при длительной работе и 1,5 А при непродолжительной. Максимально допустимая мощность при работе без теплоотвода 1 Вт, если микросхему установить на радиатор достаточного размера (100 см.кв.) то Р макс. = 10 Вт.

Что получилось

Сам процесс обновлённого монтажа занял времени ни сколько не больше чем предыдущий. При этом получен не простой регулятор напряжения, который подключается к блоку питания стабилизированного напряжения, собранная схема при подключении даже к сетевому понижающему трансформатору с выпрямителем на выходе сама даёт необходимое стабилизированное напряжение. Естественно, что выходное напряжение трансформатора должно соответствовать допустимым параметрам входного напряжения микросхемы КР142ЕН12А. Вместо неё можно использовать и импортный аналог интегральный стабилизатор . Автор Babay iz Barnaula .

Обсудить статью ДВА ПРОСТЫХ РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

В автомобилях применяют два вида регуляторов напряжения бортовой сети:

  1. Электромеханический, в котором с помощью вибрирующих контактов изменяется ток в обмотке возбуждения генератора переменного тока. Работа вибрирующий контактов обеспечивается таким образом, чтобы с ростом напряжения бортовой сети уменьшался ток в обмотке возбуждения. Однако вибрационные регуляторы напряжения поддерживают напряжение с точностью 5-10%, из-за этого существенно снижается долговечность аккумулятора и освети тельных ламп автомобиля.
  2. Электронные регуляторы напряжения бортовой сети типа Я112 , которые в народе называют «шоколадка». Недостатки этого регулятора известны всем — низкая надежность, обусловленная низким коммутационным током 5А и местом установки прямо на генераторе, что ведет к перегреву регулятора и выходу его из строя. Точность поддержания напряжения остается, несмотря на электронную схему, очень низкой и составляет 5% от номинального напряжения.

Вот поэтому я решил сделать устройство, которое свободно от вышеизложенных недостатков. Регулятор прост в настройке, точность поддержания напряжения составляет 1% от номинального напряжения. Схема, приведенная на рис.1 прошла испытания на многих автомобилях, в том числе и грузовых в течение 2-х лет и показала очень хорошие результаты.

Рис.1.

Принцип работы

При включении замка зажигания напряжение +12В подается на схему электронного регулятора. Если напряжение, поступающее на стабилитрон VD1 с делителя напряжения R1R2 недостаточно для его пробоя, то транзисторы VT1, VT2 находятся в закрытом состоянии, а VT3 — в открытом. Через обмотку возбуждения протекает максимальный ток, выходное напряжение генератора начинает расти и при достижении 13,5 — 14,2В возникает пробой стабилитрона.

Благодаря этому открываются транзисторы VT1, VT2, соответственно транзистор VT3 закрывается, ток обмотки возбуждения уменьшается и снижается выходное напряжение генератора. Снижения выходного напряжения примерно на 0,05 — 0,12В достаточно, чтобы стабилитрон перешел в запертое состояние, после чего транзисторы VT1, VT2 закрываются, а транзистор VT3 открывается и через обмотку возбуждения снова начинает протекать ток. Этот процесс непрерывно повторяется с частотой 200 — 300 Гц, которая определяется инерционностью магнитного потока.

Конструкция

При изготовлении электронного регулятора, следует обратить особое внимание на отвод тепла от транзистора VT3. На этом транзисторе, работающем в ключевом режиме, 1ем не менее выделяется значительная мощность, поэтому его следует монтировать на радиаторе. Остальные детали можно разместить на печатной плате, прикрепленной к радиатору.

Таким образом, получается очень компактная конструкция. Резистор R6 должен быть мощностью не менее 2Вт. Диод VD2 должен иметь прямой ток около 2А и обратное напряжение не менее 400В, лучше всего подходит КД202Ж, но возможны и другие варианты. Транзисторы желательно применить те, которые указаны на принципиальной схеме, особенно VT3. Транзистор VT2 можно заменить на КТ814 с любыми буквенными индексами. Стабилитрон VD1 желательно установить серии КС с напряжением стабилизации 5,6-9В, (типа КС156А, КС358А, КС172А), при этом увеличится точность поддержания напряжения.

Настройка

Правильно собранный регулятор напряжения не нуждается в особой настройке и обеспечивает стабильность напряжения бортовой сети примерно 0,1 — 0,12В, при изменении числа оборотов двигателя от 800 до 5500 об/мин. Проще всего настройку производить на стенде, состоящем из регулируемого блока питания 0 — 17В и лампочки накаливания 12В 5-10Вт. Плюсовой выход блока питания подключают к клемме “+” регулятора, минусовой выход блока питания подключают к клемме «Общ”, а лампочку накаливания подключают к клемме «Ш» и клемме «Общ” регулятора.

Настройка сводится к подбору резистора R2, который изменяют в пределах 1-5 кОм, и добиваются порога срабатывания на уровне 14,2В. Это и есть поддерживаемое напряжение бортовой сети. Увеличивать его выше 14,5В нельзя, поскольку при этом резко сократится ресурс аккумуляторов.

Осциллятор для сварки: принцип работы и применение


Качество работ при использовании инверторной аппаратуры во многом определяется сварочной дугой, ее стабильностью и надежностью. Однако, скачки и перепады сетевого напряжения могут привести к сбою, и дуга самопроизвольно выключается. Чтобы избежать подобных ситуаций и обеспечить стабильный рабочий режим, применяется специальный прибор – осциллятор для инвертора. Он подключается параллельно к основному устройству, а его функция заключается в непосредственном возбуждении дуги и поддержании ее во время всего сварочного процесса.

Электрическая схема осциллятора

Схемы и конструкции сварочных осцилляторов могут отличаться, исходя из условий эксплуатации и частоты использования.

Как правило, эти устройства подключаются двумя способами:

  • Последовательно. Такое подключение позволяет сваривать заготовки из алюминия.
  • Параллельно. Применяется во время работ с нержавеющей сталью и для краткосрочной сварки.

Типовая схема состоит из следующих электротехнических компонентов:

  • Стандартная конструкция искрового одноконтурного разрядника. Эта деталь по сути является генератором и обеспечивает формирование затухающих колебаний. Он состоит из конденсатора и катушек индуктивности, соединенных параллельно между собой. Вольфрамовые электроды выполняют функцию контактов.
  • Дроссели в количестве двух, также изготовленные на основе катушек индуктивности.
  • Мощный повышающий трансформатор. Преобразует стандартное сетевое напряжение до 6000 В, а частоту – до 250 кГц.
  • Трансформатор, установленный на выходе. Осуществляет передачу сформированного напряжения в цепь сварочного инвертора.
  • Детали управляющей цепи. Сюда входит стабилизатор, регулировочные элементы пуска, контур обратной связи с датчиком тока.
  • Элементы системы безопасности. Выполнены в виде предохранительных цепей, защищающих схему от перегрузок, а самого рабочего – от поражения электротоком.

Базовая транзисторная схема осциллятора LC

В качестве усилителя LC-генератора используется биполярный транзистор, а настроенная схема LC- бака действует как нагрузка коллектора. Еще одна катушка L2 соединена между базой и эмиттером транзистора, чье электромагнитное поле «взаимно» в сочетании с этим катушки L.

«Взаимная индуктивность» существует между двумя цепями, и изменяющийся ток, протекающий в одной цепи катушки, посредством электромагнитной индукции индуцирует потенциальное напряжение в другой (эффект трансформатора), так что при возникновении колебаний в настроенной цепи электромагнитная энергия передается от катушки L на катушку L2, и напряжение базы той же частоты, что и в настроенной цепи, подается между базой и эмиттером транзистора. Таким образом, необходимое усилие автоматической обратной связи подается на усилительный транзистор.

Величина обратной связи может быть увеличена или уменьшена путем изменения связи между двумя катушками L и L2 . Когда цепь осциллирующая его импеданс резистивные и коллектор и база напряжение 180o по фазе. Чтобы поддерживать колебания (называемые стабильностью частоты), напряжение, подаваемое на настроенную цепь, должно быть «синфазным» с колебаниями, возникающими в настроенной цепи.

Таким образом, мы должны ввести дополнительный 180 о фазовом сдвиге в цепь обратной связи между коллектором и базой. Это достигается путем намотки катушки L2 в правильном направлении относительно катушки L, что дает нам правильные соотношения амплитуды и фазы для цепи осцилляторов, или путем подключения сети фазового сдвига между выходом и входом усилителя.

Таким образом, LC-осциллятор представляет собой «Синусоидальный генератор» или «Гармонический генератор», как его чаще называют. Осцилляторы LC могут генерировать высокочастотные синусоидальные волны для использования в радиочастотных (РЧ) типов с транзисторным усилителем, состоящим из биполярного транзистора или полевого транзистора.

Гармонические осцилляторы бывают разных форм, потому что есть много различных способов построить сеть LC фильтра и усилитель с наиболее распространенными из которых являются в осциллятор Хартли LC , Колпитс LC осциллятор, Armstrong осциллятор и Clapp осциллятор.

Взаимодействие с инвертором

Принцип действия аппаратуры, стабилизирующей работу инвертора, состоит в дополнительной подаче высокого напряжения к электроду. Оно поступает периодически, вместе с основным выходным напряжением самого сварочного агрегата. Напряжение поступает в виде импульсов, имеющих характерную амплитудную модуляцию. Их параметры могут достигать 6 кВ, а частота находится в пределах 150-500 кГц.

Продолжительность сформированных импульсов незначительная, поэтому они отличаются очень маленькой скважностью, вполне достаточной для получения необходимой мощности – до 300 Вт. Их воздействие приводит к образованию кратковременного электрического пробоя между деталью и электродом, повышающего надежность контакта. Осциллятор запускается в тот момент, когда электрод приближается к металлу примерно на 5 мм. Под действием электрических импульсов воздушный промежуток ионизируется, после чего возникает мгновенный разряд.

Принцип работы

Осциллятор предназначен для бесконтактного розжига сварочной электрической дуги и поддержания ее стабильности в процессе дальнейшей работы. Прибор является дополнением к используемому аппарату электродуговой сварки, и может располагаться в одном корпусе с ним. Можно сделать осциллятор для сварки своими руками, и подключить его отдельно, улучая условия работы.

Основная идея применения осциллятора заключается в следующем. На электрод обычного сварочного аппарата поверх номинального напряжения сварки накладываются импульсы повышенного напряжения и частоты.

Амплитуда импульсов достигает 3000 – 6000 Вольт, частота – от 150 до 500 кГц. Эти высокочастотные импульсы имеют очень малую длительность, мощность сигнала составляет 200 – 300 Ватт.

Такая мощность импульсов слишком мала, чтобы они могли служить генератором сварочного тока, их роль заключается в кратковременном электрическом пробое воздушного промежутка.

Работает осциллятор следующим образом. Сварщик приближает кончик электрода к свариваемой заготовке на расстояние около 5 мм.

Нажимает кнопку, которая обычно располагается в удобном месте держателя электрода (или горелки, как называют держатель электрода в аргонодуговых аппаратах), запуская осциллятор.

Электрические импульсы высокой частоты напряжением несколько киловольт мгновенно ионизируют воздушный промежуток, который при этом пробивается тонким разрядом. Поскольку ионизированный воздух становится электропроводящим, по нему начинает протекать сварочный ток основного аппарата, то есть, загорается полноценная сварочная дуга.

Далее в процессе работы импульсы, генерируемые осциллятором, поддерживают горение основной сварочной дуги в моменты, когда возникают предпосылки для ее гашения.

Например, ошибочное движение руки сварщика, случайно увеличившее воздушный промежуток, не приводит к немедленному гашению дуги, и процесс может продолжаться.

Разновидности осцилляторов

Использование сварочного осциллятора возможно лишь в качестве дополнительного устройства. Сам по себе он не может обеспечить рабочий процесс, из-за малой мощности и невозможности к самостоятельному соединению и расплавлению металлов. Основное предназначение прибора заключается в зажигании дуги и поддержке ее стабильного состояния без контакта электрода с металлической поверхностью.

Подобного результата удалось добиться за счет генерации высокого напряжения с высокой частотой, способного пробить воздушное пространство между металлом и электродом. Создается зона ионизированного воздуха, по которой в дальнейшем начинается течение уже основного сварочного тока.

В зависимости от рабочих режимов, все осцилляторы можно условно разделить на следующие группы:

  • Устройства непрерывного действия (рис. 1). Способны выдавать ток напряжением до 6000 вольт, частотой порядка 250 кГц. Этот дополнительный потенциал объединяется с основным сварочным током, способствуя мгновенному зажиганию дуги на определенном расстоянии от детали. Высокая частота обеспечивает стабильность, независимо от параметров инверторного тока. За счет малой мощности, дополнительный ток совершенно безопасен для сварщика. Прибор подключается к инвертору по параллельной или последовательной схеме. Последний вариант используется чаще и не требует дополнительной защиты от высокого напряжения.
  • Импульсные осцилляторы (рис. 2). Очень удобны при выполнении сварочных работ переменным током. Данные устройства обладают способностью к постоянному поддержанию дуги при изменяющейся полярности электричества. Они легко зажигают дугу при отсутствии каких-либо контактов электрода и заготовки. В целом, импульсные приборы имеют некоторые преимущества перед непрерывно действующими осцилляторами.
  • Приборы с использованием накопительных конденсаторов. Данные компоненты устанавливаются в общую схему и в дальнейшем обеспечивают работу устройства в режиме заряда-разряда. Наполнение конденсаторов энергией осуществляется с помощью зарядного модуля. В момент начала работы энергия заряженных конденсаторов отдается дуге. Затем они отключаются от схемы разряда и автоматически подключаются к зарядному модулю. При возникновении угрозы прерывания дуги происходит переключение конденсаторов на рабочую цепь сварочной аппаратуры.

Описание и принцип работы

Осцилляторы преобразуют вход постоянного тока (напряжение питания) в выход переменного тока (форму волны), который может иметь широкий диапазон различных форм и частот, которые могут быть либо сложными по своей природе, либо простыми синусоидальными волнами в зависимости от применения.

Осцилляторы также используются во многих испытательных приборах, генерирующих синусоидальные, квадратные, пилообразные или треугольной формы волны или просто последовательность импульсов переменной или постоянной ширины. Осцилляторы LC обычно используются в радиочастотных цепях из-за их хороших характеристик фазового шума и простоты их реализации.

Осциллятор является в основном усилителем с «положительной обратной связью», или регенеративной обратной связью (в фазе) и одной из многих проблем в конструкции электронных схем является прекращение генерации усилителей при попытке заставить осциллятор колебаться.

Осцилляторы работают, потому что они преодолевают потери своей резонансной цепи обратной связи либо в виде конденсатора, индуктора или обоих в одной и той же цепи, подавая энергию постоянного тока с требуемой частотой в эту резонаторную цепь. Другими словами, осциллятор представляет собой усилитель, который использует положительную обратную связь, которая генерирует выходную частоту без использования входного сигнала.

Таким образом, осцилляторы являются самоподдерживающимися цепями, генерирующими периодическую форму выходного сигнала с точной частотой, и для того, чтобы любая электронная схема работала в качестве осциллятора, она должна иметь следующие три характеристики.

  • Некоторая форма усиления
  • Положительная обратная связь (регенерация)
  • Частота определения обратной связи сети

Осциллятор имеет небольшой усилитель с обратной связью по сигналу с коэффициентом усиления разомкнутого контура, равным или немного превышающим единицу для запуска колебаний, но для продолжения колебаний средний коэффициент усиления контура должен возвращаться к единице. В дополнение к этим реактивным компонентам требуется усилительное устройство, такое как операционный усилитель или биполярный транзистор.

В отличие от усилителя, для работы осциллятора не требуется внешний вход переменного тока, так как энергия источника постоянного тока преобразуется осциллятором в энергию переменного тока на необходимой частоте.

Базовая цепь обратной связи осциллятора

Где: β — доля обратной связи.

Осциллятор усиления без обратной связи

Осциллятор с обратной связью

Осцилляторы — это схемы, которые генерируют непрерывный выходной сигнал напряжения на требуемой частоте со значениями индукторов, конденсаторов или резисторов, образующих частотно-избирательный LC-резонансный контур емкости и сеть обратной связи. Эта сеть обратной связи является сетью ослабления, которая имеет коэффициент усиления меньше единицы ( β <1 ) и запускает колебания, когда Aβ> 1, который возвращается к единице ( Aβ = 1 ) после начала колебаний.

Частота генераторов LC контролируется с использованием настроенной или резонансной индуктивно-емкостной (LC) цепи, а результирующая выходная частота называется частотой колебаний. Делая обратную связь осцилляторов реактивной сетью, фазовый угол обратной связи будет изменяться как функция частоты, и это называется фазовым сдвигом.

Есть в основные типы осцилляторов:

  • 1. Синусоидальные осцилляторы — они известны как гармонические осцилляторы и обычно представляют собой осциллятор типа «LC Tuned-feedback» или «RC-Tuned-Feedback», который генерирует чисто синусоидальный сигнал с постоянной амплитудой и частотой.
  • 2. Несинусоидальные осцилляторы — они известны как осцилляторы релаксации и генерируют сложные несинусоидальные сигналы, которые очень быстро меняются от одного состояния устойчивости к другому, например, «прямоугольная волна», «треугольная волна» или «пилообразная волна» формы сигналов.

Как самому изготовить прибор

При наличии определенных знаний и практических навыков работы с электроникой, изготовить осциллятор для инвертора самому не составит особого труда. Вариантов устройства может быть несколько, поэтому, выбирая наиболее подходящую схему, нужно обязательно определиться с условиями работы и другими исходными данными.

Как правило, учитываются следующие факторы:

  • Целевое назначение аппаратуры. Желательно максимально точно определиться, с каким материалом придется работать. У каждого металла имеются свои особенности, которые учитываются при составлении схемы.
  • Основные параметры тока и напряжения: переменный или постоянный, характеристики сетевого напряжения и т.д.
  • Величина допустимой электрической мощности. Определяется мощностью входа обычных цепей, не превышающей 250 Вт. Увеличение этого показателя, неизбежно повлечет за собой повышение стоимости деталей и всего прибора в целом.
  • Значение создаваемого вторичного напряжения, обычно, не более 3 кВт.

В домашнем хозяйстве чаще всего требуется сварка алюминиевых заготовок. Поэтому нужно выбирать схему, наиболее полно обеспечивающую именно этот вид работ. Вначале нужно выбрать подходящий трансформатор, способный повысить напряжение с обычных 220 до 3000 В.

На следующем этапе устанавливается разрядник, пропускающий искру. Далее производится включение в схему колебательного контура. В нем обязательно должен присутствовать блокировочный конденсатор, обеспечивающий генерацию импульсов высокой частоты. С его помощью прибор обретает все необходимые показатели. Сварочной дуге придается стабильность, а ее зажигание значительно упрощается.

По завершении сборки проверяется работоспособность готового устройства. Вначале выполняется пуск, вызывающий запуск разрядника и создание высокочастотных импульсов с помощью повышающего трансформатора. После возникновения дуги появляется мощное магнитное поле, которое попадает в катушку с обмоткой из толстого провода. Здесь это поле преобразуется в электрический ток, подключаемый плюсом к горелке, а минусом – к заготовке. В эту же горелку поступает газ, проходящий через специальный клапан и начинается сварка.

Аренда или покупка California Instruments 3091LD Электронная нагрузка переменного тока, 3000 Вт

Электронные нагрузки >> Электронные нагрузки переменного тока и комбинированные нагрузки переменного/постоянного тока >> Электронная нагрузка переменного тока, 3000 Вт

Производитель: California Instruments
Модель: 3091LD



Загрузить техническое описание продукта

Доступные конфигурации опций

Конфиг-02

  • Опции не включены
  • Рекомендуемая производителем розничная цена: 17 739 долларов США | Доступен для аренды    ЗАПРОСИТЬ ЦЕНУ
Обзор продукта


АРЕНДА California Instruments 3091LD AC Electronic Load


    Электронная нагрузка переменного тока 3091LD от California Instruments предназначена для обеспечения точно контролируемых нелинейных нагрузок при тестировании оборудования для производства электроэнергии переменного тока, такого как источники бесперебойного питания (ИБП) и источники переменного тока.Кроме того, можно тестировать любые активные или пассивные токоведущие устройства, такие как переключатели, автоматические выключатели, предохранители, соединители и силовые полупроводники. Каждый 3091LD способен рассеивать 3000 Вт однофазной мощности переменного тока. Для более мощных или трехфазных приложений главный блок 3091LD можно комбинировать с одним или несколькими вспомогательными блоками 3091.

    Калифорнийский прибор 3091LD может моделировать условия нагрузки с высоким коэффициентом амплитуды и переменным коэффициентом мощности. Это обеспечивает эффективный метод тестирования продуктов переменного тока в реальных условиях и может значительно повысить надежность продукта.Режимы работы включают в себя: постоянная мощность, постоянное сопротивление, постоянный ток, постоянное напряжение и короткое замыкание. Калифорнийский инструментарий 3091LD можно использовать для имитации широкого спектра условий нагрузки переменного тока, что позволяет тестировать и оценивать ИБП и источники переменного тока в реальных условиях.

Технические характеристики электронной нагрузки переменного тока California Instruments 3091LD включают:

  • Мощность: 3000 Вт при 0-37°C; 2400 Вт при 38–50 °C
  • Макс. пиковая мощность: 13 кВт (рабочий цикл до 20 %)
  • Текущий: 30 АРМ
  • Максимальный пиковый/импульсный ток: 90 APEAK Импульсный ток; 300 APEAK в течение 50 мс
  • Напряжение: от 50 до 350 ВСКЗ
  • Максимальное пиковое напряжение: 500 Впик
  • Частота: от 45 до 440 Гц

 

Полные технические характеристики см. в техническом описании

 

Массив

3754A 3.Программируемая электронная нагрузка постоянного тока 0 кВт

Массив 3754A 3,0 кВт, 0–240 В и 0–180 А Программируемая электронная нагрузка постоянного тока

Помните, массив 3754A поставляется и обслуживается из США. Свяжитесь с нами для оптовых закупок от 5 единиц.

Программируемая электронная нагрузка Array 3754A, продукт нового поколения от Array Electronic Co., Ltd., обеспечивает высокую производительность и предоставляет мощные функции тестирования, удобный ЧМИ, а также интерфейс RS232 для поддержки SCPI и Labview. .3754A может использоваться в научных исследованиях и производственных областях, таких как аэрокосмическая промышленность, судостроение, автомобильная электроника, солнечные и топливные элементы и т. д.

Программируемая нагрузка постоянного тока Array 3754A имеет четыре программы тестирования: постоянный ток, от 6 до 180 А с разрешением 0,1 мА; постоянное напряжение, от 0 до 240 вольт с разрешением 1-10 мВ; постоянное сопротивление и постоянная мощность, до 3000 Вт при разрешении 1 мВт. В режиме постоянного сопротивления используются схемы последнего поколения для улучшения динамического отклика, что расширяет область применения.Режим измерения переходных процессов позволяет тестировать импульсы в диапазоне частот от 0,025 Гц до 50 кГц. Эти встроенные функции позволяют использовать восемь различных режимов тестирования, включая: постоянный ток, низкий уровень; постоянный ток, высокий; постоянное сопротивление, низкий, средний и высокий диапазон; постоянная мощность, режим источника напряжения и режим источника тока. Помимо этих стандартных тестов, есть несколько вспомогательных функций, которые позволяют выполнять более специфические тесты: высокоскоростное определение последовательности, высокоскоростной переходный процесс, короткое замыкание и разряд батареи.

Массив 3754A Технические характеристики

  • 4 основные функции проверки: CC, CV, CR и CP
  • Встроенные 16-битные цифро-аналоговые и 12-битные аналого-цифровые преобразователи
  • Минимальное рабочее напряжение меньше 2 В при полном номинальном токе нагрузки. Максимальный ток может быть достигнут, даже если входное напряжение равно 0 В. Это особенно подходит для топливных элементов, солнечных элементов и других приложений для тестирования новой энергии
  • Идеальная защита обеспечивает высокую надежность в самых сложных условиях испытаний
  • Мощная функция последовательного тестирования; с минимальным временем шага 50 мс; и максимальное время шага 99999 с.Время цикла можно регулировать в диапазоне от 0 до 255, а одну последовательность можно связать с другой, чтобы получить еще более сложные процедуры испытаний
  • Высокоэффективная интеллектуальная система охлаждения может эффективно снизить температуру системы и повысить удельную мощность
  • Функция сохранения состояния упрощает выполнение тестов Совместное использование ручки и цифровой клавиатуры делает работу более удобной
  • Функция сохранения/вызова может сохранять несколько групп общих настроек
  • Время прогрева 30 минут.В технических характеристиках указана гарантированная производительность в диапазоне 25°C ± 5°C от общего диапазона температур
  • .
  • Стандартные насадки включают интерфейс RS232 и интерфейс USB, некоторые насадки включают интерфейс GPIB
  • Защита от сильного тока, высокой температуры, высокой мощности и перенапряжения
  • Потребляемая мощность: 130 В переменного тока
  • Вес: 83 фунта/38 кг

Полезные ссылки

Здесь вы можете найти zip-файл с программным обеспечением поддержки и инструментом обновления Array.

Дополнительная поддержка массива 3754A и программное обеспечение драйвера доступны здесь.

Если вы хотите дистанционно управлять своей программируемой электронной нагрузкой, справку по программированию можно найти в блоге CS.

IT8516C+ Программируемая электронная нагрузка постоянного тока 120 В/240 А/3000 Вт

Описание

Программируемая электронная нагрузка постоянного тока IT8516C+ 120 В/240 А/3000 Вт

Одноканальные программируемые электронные нагрузки постоянного тока серии

IT8500+ (150–3000 Вт) предназначены для приложений среднего и высокого уровня.Они могут быть предложены в виде нескольких решений в соответствии с требованиями заказчика к конструкции и испытаниям. Пользователь может выполнять измерения и регулировки напряжения в режиме онлайн или моделировать испытание на короткое замыкание, используя простую клавиатуру на передней панели. Нагрузки постоянного тока серии IT8500+ — это универсальный инструмент для статических и динамических испытаний источников питания, аккумуляторов, преобразователей постоянного тока в постоянный, зарядных устройств, предоставляющий пользователю наилучшее решение для тестирования.

Особенности

  • Четыре режима работы: CV,CC,CR,CP
  • Функция тестирования батареи, функция автоматического тестирования, тестирование OPP, функция тестирования OCP и функция CR-LED.
  • Динамический режим до 10 кГц
  • Разрешение измерения напряжения до 0,1 мВ / 0,1 мА
  • Дистанционный датчик
  • Функция короткого замыкания
  • Функция контроля тока
  • Функция памяти отключения питания
  • Объем памяти на 100 групп
  • Дополнительный интерфейс USB / RS232 / RS485

* IT8514B+, IT8514C+ и IT8516C+ имеют встроенные интерфейсы RS232 и USB.

Функция динамического тестирования


Операция динамического тестирования позволяет переключать электронную нагрузку между двумя параметрами настройки в соответствии с правилами настройки.Эта функция используется для проверки динамических характеристик источника питания.
  • Непрерывный режим: В непрерывном режиме, когда включен режим динамического тестирования, нагрузка будет постоянно переключаться между значением A и значением B.

  • Импульсный режим: в импульсном режиме, когда операция динамического тестирования включена, каждый получает триггерный сигнал, нагрузка переключается на значение B, после поддержания времени ширины импульса B переключается обратно на значение A.

  • Режим переключения: в режиме запуска, когда включена операция динамического тестирования, каждый раз при получении сигнала запуска нагрузка переключается между значением A и значением B.

Функция проверки разрядки батареи

Электронная нагрузка серии

IT8500+ может использовать режим постоянного тока для проверки разряда батареи.После выбора тестового режима разрядки можно установить условие окончания тестового режима «значение напряжения выключения», «значение емкости выключения» и «время разряда». При выполнении любого из трех условий разряд прекращается, и электронная нагрузка автоматически переключается в состояние ВЫКЛ. Пользователи могут наблюдать за напряжением батареи, временем и емкостью батареи во время процесса тестирования.

 

 

Серия PEL-3000 Программируемая электронная нагрузка постоянного тока-Gwinstek

 

Серия PEL-3000, одноканальная, программируемая D.C. Электронная нагрузка с разрешением по току 0,01 мА и скоростью нарастания тока 16 А/мкс идеально подходит для тестирования блоков питания серверов и SPS (импульсных источников питания) для коммерческих и промышленных компьютеров. Для тяжелонагруженного устройства, такого как облачная экосистема, работающего круглосуточно без перерыва, требуется стабильный и мощный блок питания мощностью от 175 Вт до 1050 Вт для поддержания нормальной работы сервера, концентратора и оборудования хранения данных и интернет коммуникации. Из-за растущего спроса на передачу данных и крупномасштабное хранение данных телекоммуникационных систем инфраструктура интернет-коммуникаций быстро расширяется.Это значительно увеличило рыночный спрос на телекоммуникационное оборудование с блоком питания мощностью 2000 Вт и выше. Гибкая комбинация мощности PEL-3000 соответствует требованиям испытаний современных мощных источников питания.

 

 

Программируемая электронная нагрузка постоянного тока PEL-3000H, которая не только унаследовала функции и характеристики от серии PEL-3000, но и обеспечивает три диапазона тока для всех серий PEL-3000H, а также добавляет разъемы BNC для контроля напряжения на передней панели.Серия PEL-3000H, одноканальная программируемая электронная нагрузка постоянного тока с напряжением 800 В и скоростью нарастания тока 0,84 А/мкс, идеально подходит для испытаний высоковольтных устройств, таких как автомобильные зарядные устройства для электромобилей и гибридных электромобилей, DC/DC преобразователи или высоковольтные батареи.


Модель Артикул Напряжение/ток/мощность
ПЭЛ-3021 Электронная нагрузка постоянного тока 0 — 35А/1.5 — 150В, 175Вт
ПЭЛ-3041 Электронная нагрузка постоянного тока 0–70 А / 1,5–150 В, 350 Вт
ПЭЛ-3111 Электронная нагрузка постоянного тока 0–210 А/1,5–150 В, 1050 Вт
ПЭЛ-3211 Электронная нагрузка постоянного тока (бустер) 0–420 А/1,5–150 В, 2100 Вт
ПЭЛ-3212 Электронная нагрузка постоянного тока 0 — 420А/1.5 — 150В, 2100Вт
ПЭЛ-3323 Электронная нагрузка постоянного тока 0–630 А/1,5–150 В, 3150 Вт
ПЭЛ-3424 Электронная нагрузка постоянного тока 0–840 А/1,5–150 В, 4200 Вт
ПЭЛ-3535 Электронная нагрузка постоянного тока 0–1050 А/1,5–150 В, 5250 Вт
ПЭЛ-3322 Электронная нагрузка постоянного тока 0 — 630А/1.5 — 150В, 3150Вт
ПЭЛ-3533 Электронная нагрузка постоянного тока 0–1050 А/1,5–150 В, 5250 Вт
ПЭЛ-3744 Электронная нагрузка постоянного тока 0–1470 А/1,5–150 В, 7350 Вт
ПЭЛ-3955 Электронная нагрузка постоянного тока 0–1890 А/1,5–150 В, 9450 Вт
ПЭЛ-3021H Электронная нагрузка постоянного тока 8.75А/800В/175Вт
ПЭЛ-3041H Электронная нагрузка постоянного тока 17,5 А/ 800 В/ 350 Вт
ПЭЛ-3111H Электронная нагрузка постоянного тока 52,5 А/ 800 В/ 1050 Вт
ПЭЛ-3211H Электронная нагрузка постоянного тока (бустер) 105А/800В/2100Вт
ПЭЛ-3212H Электронная нагрузка постоянного тока 105А/800В/2100Вт
ПЭЛ-3323H Электронная нагрузка постоянного тока 157.5А/ 800В/ 3150Вт
ПЭЛ-3424Х Электронная нагрузка постоянного тока 210А/800В/4200Вт
ПЭЛ-3535Х Электронная нагрузка постоянного тока 262,5 А/ 800 В/ 5250 Вт
ПЭЛ-3322H Электронная нагрузка постоянного тока 157,5 А/ 800 В/ 3150 Вт
ПЭЛ-3533Х Электронная нагрузка постоянного тока 262.5А/ 800В/ 5250Вт
ПЭЛ-3744Х Электронная нагрузка постоянного тока 367,5 А/ 800 В/ 7350 Вт
ПЭЛ-3955Х Электронная нагрузка постоянного тока 472,5 А/ 800 В/ 9450 Вт

 

Электронная нагрузка переменного тока — 3091LD


Основные характеристики
  • Многорежимная электронная нагрузка переменного тока Гибкое решение для широкого спектра приложений для тестирования мощности переменного тока
  • Мощность рассеивания 3000 Вт в конфигурациях ведущий/ведомый для более мощных и многофазных приложений
  • 50–350 В, 45–440 Гц Коммерческое, военное и авиационное оборудование
  • Программируемый тест Crest & Power Factor Продукты переменного тока для
    реальных условий
  • Встроенные средства измерения Устраняет необходимость в дополнительном испытательном оборудовании на стенде или в приложениях ATE
  • Интерфейс дистанционного управления IEEE-488 и RS232C для приложений автоматизированного тестирования

Управление на передней панели
Нагрузкой переменного тока можно управлять с простой в использовании передней панели с меню.Тесты продукта можно быстро выполнить в условиях научно-исследовательской лаборатории путем ввода определенных условий нагрузки на передней панели и чтения экрана измерений 3091LD. Этот быстрый интерактивный режим управления с передней панели можно использовать на ранних стадиях разработки продукта, чтобы выявить потенциальные проблемы с производительностью до того, как продукт покинет инженерную лабораторию.

Автоматизированное тестирование
Прибор 3091LD может быть развернут на испытательных станциях ATE с использованием дистанционного управления IEEE-488 или RS232C.Используется протокол промышленного стандарта SCPI (стандартные команды для программируемых приборов), а драйверы приборов доступны для упрощения разработки тестового программного обеспечения. Встроенные функции измерения нагрузки переменного тока 3091LD могут использоваться для устранения необходимости в дополнительном испытательном оборудовании, таком как измерители, анализаторы мощности и осциллографы. Это, а также уменьшенный размер 3091LD по сравнению с банками пассивной нагрузки, обеспечивает экономию как стоимости, так и места в стойке.

Уровни мощности
Каждый 3091LD способен рассеивать 3000 Вт однофазной мощности переменного тока.Для более мощных или трехфазных приложений ведущий блок 3091LD можно комбинировать с одним или несколькими подчиненными блоками. Лидер 3091LD обеспечивает необходимые сводные измерения, поэтому контроллеру испытательной системы или оператору необходимо только подключиться к лидеру, независимо от конкретной конфигурации. Одно-, двухфазные или трехфазные конфигурации могут быть настроены программно с помощью лидера 3091LD.

Измерение и анализ
Модель 3091LD может использоваться для имитации широкого спектра условий нагрузки переменного тока для проведения реальных испытаний и оценки ИБП и источников переменного тока.В частности, можно выбрать следующие режимы:

.
Общий
Модель Описание
Постоянная мощность КП Этот режим эффективно эмулирует нагрузки с постоянной мощностью, такие как импульсные источники питания.
Постоянное сопротивление CR Эмулирует обычную резистивную нагрузку или силовой резистор.Программируемый диапазон от 2,5 Ом до 1000 Ом охватывает широкий спектр приложений. Этот режим можно использовать для замены обычных блоков резистивной нагрузки.
Постоянный ток СС Обеспечивает постоянную токовую нагрузку. Этот режим можно использовать для имитации как линейных (резистивных), так и нелинейных (активных) нагрузок для проверки регулирования напряжения.
Постоянное напряжение CV Этот режим имитирует нагрузку шунтирующего регулятора и может использоваться для тестирования источников тока.
Короткое замыкание СК Проверьте режим защиты от короткого замыкания EUT, создав условие короткого замыкания. 3001LD может выдерживать импульсные токи до 300 А в течение 50 мс и длительные токи до 30 А в этом режиме работы. Отключение нагрузки при низком напряжении можно запрограммировать от 50 В до

Управление пользователем
Все режимы нагрузки переменного тока легко настраиваются с передней панели с помощью пользовательского интерфейса на основе меню.Большой ЖК-экран используется для отображения информации о настройке, а также данных измерений. Измерения включают среднеквадратичное значение напряжения, пиковое напряжение, среднеквадратичное значение тока, пиковый ток, коэффициент амплитуды, действительную мощность, полную мощность, коэффициент мощности и частоту. Кривые напряжения и тока на входных клеммах нагрузки могут быть оцифрованы и отображены на графическом ЖК-дисплее на передней панели. Это позволяет быстро анализировать выходное поведение ИО без необходимости подключения дополнительного испытательного оборудования. Графический пользовательский интерфейс Windows (GUI) предназначен для расширения возможностей измерения и отображения 3091LD.Графический пользовательский интерфейс можно использовать для сохранения и печати результатов тестирования для отчетов.

Управление коэффициентом амплитуды и коэффициентом мощности
При работе в режиме постоянного тока или постоянной мощности 3091LD поддерживает управление коэффициентом амплитуды путем сужения угла проводимости формы волны тока, чтобы соответствовать требуемому коэффициенту амплитуды. Таким образом, пиковый ток увеличивается при сохранении среднеквадратичного уровня тока. В то время как кажущаяся мощность остается постоянной, истинная мощность уменьшается. Это приводит к уменьшению фактического коэффициента мощности.Следовательно, по мере увеличения пик-фактора истинный коэффициент мощности автоматически уменьшается. Нагрузка также управляет коэффициентом мощности, сдвигая ток по отношению к входному напряжению (коэффициент мощности смещения). Доступно как опережающее, так и отстающее управление коэффициентом мощности. Фазовый сдвиг тока возможен только в том случае, если коэффициент амплитуды выше 1,414. Таким образом, диапазоны регулирования коэффициента амплитуды и коэффициента мощности связаны, как показано на графике справа.

Программное обеспечение управления прибором
Большой ЖК-экран используется для отображения информации о настройке, а также данных измерений.Измерения включают среднеквадратичное значение напряжения, пиковое напряжение, среднеквадратичное значение тока, пиковый ток, коэффициент амплитуды, действительную мощность, полную мощность, коэффициент мощности и частоту. Кривые напряжения и тока на входных клеммах нагрузки могут быть оцифрованы и отображены на графическом ЖК-дисплее на передней панели. Это позволяет быстро анализировать выходное поведение ИО без необходимости подключения дополнительного испытательного оборудования. Графический пользовательский интерфейс Windows (GUI) предназначен для расширения возможностей измерения и отображения 3091LD. ICS можно использовать для сохранения и распечатки результатов тестирования для отчетов.

M9716E (0–480 A/0–150 В/3000 Вт) Программируемая электронная нагрузка постоянного тока M-9716E

Характеристики: Шесть высокоскоростных режимов работы: CC,CR,CV,CW,CC+CV,CR+CV Перегрузка по току, перегрузка Защита от перенапряжения, перегрузки, перегрева и неправильной полярности Вакуумный флуоресцентный дисплей высокой яркости (VFD) с двухстрочным четырехканальным дисплеем Интеллектуальная система вентиляторов автоматически активируется в зависимости от изменения температуры окружающей среды Настройка времени плавного пуска, активация источника питания в в соответствии с установленным значением напряжения Функции проверки батареи и проверки на короткое замыкание Возможность динамического тестирования переднего и заднего фронта Поддержка внешнего триггера на входе или выходе Внешний терминал контроля формы тока Выходной терминал Поддерживает удаленную компенсацию напряжения и хранение нескольких данных Power-on- самопроверка, программная калибровка и стандартная установка в стойку Редактирование сигналов произвольной формы в функции списка Доступно с последовательными интерфейсами RS232/RS485/USB.Области применения: серия M97XX имеет широкое применение от производственных линий для зарядных устройств для сотовых телефонов, аккумуляторов для сотовых телефонов, аккумуляторов для электронных транспортных средств, импульсных источников питания, линейных источников питания и драйверов светодиодов, до научно-исследовательских институтов, автомобильной электроники, аэронавтики и космонавтики, морской, солнечной батареи и топливный элемент и т. д. приложения для испытаний и измерений. Технические характеристики: Входной рейтинг: Мощность: 3000 Вт Ток: 0-480 А Напряжение: 0-150 В Режим CC: Диапазон: 0-48 А 0-480 А Разрешение: 1 мА 10 мА Точность: 0.05%+0,1%полной шкалы 0,1%+0,15%полной шкалы Режим CV: Диапазон: 0,1–19,999 В 0,1–150 В Разрешение: 1 мВ 10 мВ Точность: 0,03%+0,02% полной шкалы 0,03%+0,02% полной шкалы Режим CR (входное значение напряжения и тока >=10% полное измерение): Диапазон: 0,03-10K Ох 0,03-5K Ох Разрешение: 16 бит 16 бит Точность: 0,1% + 0,1% полной шкалы 0,2% + 0,25% полной шкалы Режим CW (входное значение напряжения и тока> = 10% полное измерение): Диапазон: 0-3000 Вт 0-3000 Вт Разрешение: 1 мВт 10 мВт Точность: 0,1% + 0,1% полной шкалы 0,1% + 0,1% полной шкалы Измерение напряжения: Напряжение: 0-19,999 В 0-150 В Разрешение: 0,1 мВ 1 мВ Точность: 0 .015%+0,03%полной шкалы 0,015%+0,03%полной шкалы Измерение тока: Ток: 0–48 А 0–480 А Разрешение 0,1 мА 1 мА Точность: 0,05%+0,15% полной шкалы 0,1%+0,25% полной шкалы Измерение мощности (входное значение напряжения и тока > = 10% полного измерения): Мощность: 100 Вт 3000 Вт Разрешение: 1 мВт 10 мВт Точность: 0,1% + 0,1% полной шкалы 0,1% + 0,1% полной шкалы Тест батареи: Вход батареи: 0,5-120 В; Максимум. Измерение: Емкость = 999 Ач; Разрешение = 0,1 мА; Диапазон времени = 1S-16HДинамический тест: Динамический: 0-25 кГц; 2,5 А/США; Т1 и Т2: 60uS-999S; Точность: +15% смещение+10%FS Текущее время плавного запуска: 1 мс; 2 мс; 5 мс; 10 мс; 20 мс; 50 мс; 100 мс; 200 мс Точность: +15% смещение + 10% FS8А/=528А Напряжение(CV): 0В Сопротивление(CR):=3.8мОм/=270мОм Температура: Рабочая 0~40oC В нерабочем состоянии: -10oC~70oC Размеры Ш*В*Г(мм): 207*428*453,5 Вес: 31,6 кг

Решения для встроенных систем

     

 

Электронные нагрузки
Происходит из проектирование и производство требований электронной промышленности, GW Instek предлагает разнообразные линейки продуктов питания для удовлетворить спрос пользователей на различные приложения.Основанный на по различным потребностям, производственные линии могут быть разделены на несколько категорий, включая источник питания постоянного тока, переменный ток Источник питания и электронная нагрузка постоянного тока. Для питания постоянного тока Поставка, продукты могут быть кратко классифицированы по следующих типов: линейный, импульсный, программируемый или Непрограммируемый, один или несколько выходов, высокая Точность или доступная цена, двойной диапазон и широкий диапазон Комбинации напряжения и тока, которые могут быть выбираются в соответствии с требованиями приложения.

Новый источник питания переменного/постоянного тока серии APS — это не только прецизионный источник питания переменного/постоянного тока, но и как мощный анализатор, содержащий множество функций для тестирования и анализ характеристик источников питания, электронные устройства, компоненты и модули. Кроме того к источнику питания переменного/постоянного тока серия APS полностью программируется для имитации различных выходных мощностей. Последовательность может быть создана с использованием сигналов произвольной формы в качестве а также развертки напряжения или частоты.

GW Instek предлагает более 100 наименований блоков питания. подходит для требований электронной сборки Тестирование, Образование, Тестирование компонентов, Беспроводной продукт Тестирование, выжигание, тестирование продукта с питанием от батареи Автомобильная, аэрокосмическая промышленность и так далее.

Электронная нагрузка постоянного тока
Программируемая электронная нагрузка постоянного тока серии PEL-3000(H)
Особенности
  • Рабочее напряжение (постоянный ток): 0–150 В (PEL-3000)/ 0–800 В (PEL-3000H)
  • Режим работы: C.С / CV / C.R / C.P / CC+CV / CR+CV / CP+CV
  • Параллельное соединение Входы для большей мощности (макс.: 9450 Вт)
  • Поддержка High Slew Скорость: макс. 16А/мкс((PEL-3000)/ 0,84А/мкс(PEL-3000H)
  • Функция запуска программы (GO/NO ГО тест)
  • Функция последовательности для Моделирование высокоэффективной нагрузки
  • Динамический (переключение) Функция: 0.0166 Гц ~ 20 кГц
  • Функция плавного пуска:Выкл. / Вкл.(1~200 мс, Res: 1 мс)
  • Регулируемый OCP/OVP/ Настройка ОПП/УВП
  • Функция короткого замыкания
  • Функция таймера: истекло Время загрузки на
   
ПЭЛ-2000А
 

Особенности

  • Функция последовательности, чтобы сделать высокий Эффективное моделирование нагрузки
  • Гибкая конфигурация с базовые блоки и подключаемые модули
 
  • Множественная независимая нагрузка ввод до 8 каналов в базовом блоке
  • Параллельное соединение входов для повышенной грузоподъемности
  • Параллельное соединение входов для статических и динамических испытаний
  • Защита OPP/OCP/OVP/OTP
  • Внешний канал управление/контроль через аналоговый разъем управления
  • Мультиинтерфейсное USB-устройство / Хост, RS-232C и GPIB (дополнительно)
 
   
AC/ DC Электронная нагрузка
Электронная нагрузка постоянного тока серии PEL-500
Особенности
  • 5-значное цифровое напряжение, измеритель тока и мощности
  • Одновременный показ напряжения, тока и мощности
  • Время короткого замыкания может устанавливается во время теста на короткое замыкание
  • Автоматический тест функция защиты от перегрузки по току/перегрузки по мощности защита
  • Разряд батареи Функция тестирования может установить напряжение остановки разряда (Vbatt), разрядная мощность (AH, WH) и останов время разряда.
  • Тест на перенапряжение имитировать ток перегрузки при загрузке и переходный процесс ток от горячего подключения.
  • Постоянный ток, постоянное сопротивление, постоянное напряжение, постоянное мощность и динамический режим
  • Перенапряжение, перегрузка по току, перегрузка по мощности, перегрев защита и обнаружение обратной полярности
  • Индикатор полярности напряжения может быть установлено положительное значение («+») или отрицательное значение («-«)
  • Связь интерфейс: RS232, USB
   
PEL-5000C Компактный DC высокой мощности Загрузить
 

Особенности

  • Максимальная мощность до 192 кВт
  • До 8 шт. параллельное управление ведущий/ведомый
  • 5-значное цифровое напряжение, измеритель тока и мощности
  • Большой ЖК-дисплей
  • Отображение значения напряжения, значение тока, значение ватта одновременно
 
  • Подходит для коэффициента мощности проверка регулятора (PFC) (модели 600 В, 1200 В)
  • Автоматически выполнять OCP, ОПП тест
  • Значение состояния включения можно установить
  • Постоянный ток, постоянный сопротивление, постоянное напряжение, постоянная мощность, постоянный ток + постоянное напряжение, постоянная мощность + постоянное напряжение, динамический режим и режим короткого замыкания
  • Время короткого замыкания может быть устанавливается во время испытания на короткое замыкание
  • Превышение тока, превышение мощности, защита от перегрева и предупреждение о перенапряжении
  • Отображение полярности напряжения может быть установлено положительное значение («+») или отрицательное значение («-«)
  • Поддержка солнечной панели MPPT тест
  • Дополнительный интерфейс: GPIB, RS232, USB, ЛВС
 
   
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.