pozdravy obyvateľov našej stránky!
Všetci vieme, že čínske internetové obchody a weby sa predávajú elektronický DIY súpravy Programy, podľa ktorých sú vyrobené, neboli vytvorené Číňanmi ani sovietskymi inžiniermi. Každý amatérsky rádiový operátor potvrdí, že počas každodenných prieskumov musí človek často načítať určité schémy, aby identifikoval ich výstupné charakteristiky. Zaťažením môže byť konvenčný žiarovka, odpor alebo nichromický vyhrievací prvok.
Tí, ktorí študujú výkonovú elektroniku, často čelia problému nájdenia správnej záťaže. Kontrola výstupných charakteristík konkrétneho zdroja energie, či už ide o domáce alebo priemyselné použitie, záťaž je potrebná, záťaž je navyše nastaviteľná. Najjednoduchším riešením tohto problému je použitie tréningových reostatov ako záťaže.
Ale nájdenie silných reostatov v týchto dňoch je problematické, okrem reostatov tiež nie sú gumy, ich odpor je obmedzený. Existuje iba jedno riešenie problému - elektronické zaťaženie. Pri elektronickom zaťažení je všetka energia pridelená výkonovým prvkom - tranzistorom. V skutočnosti je možné elektronické zaťaženie vykonávať pri ľubovoľnom výkone a sú omnoho univerzálnejšie ako konvenčný reostat. Profesionálne laboratórne elektronické zaťaženie stojí tonu peňazí.
Číňania ako vždy ponúkajú nespočet analógov. Jedna z možností pre takéto zaťaženie 150 W stojí iba 9 - 10 dolárov, je to trochu pre zariadenie, ktoré je pravdepodobne porovnateľné s laboratórnym zdrojom energie.
Autor tejto domácej AKA KASYAN sa rozhodol vytvoriť svoju vlastnú verziu. Nájdenie schémy zariadenia nebolo ťažké.
Tento obvod používa operačný zosilňovací čip lm324, ktorý obsahuje 4 samostatné prvky.
Ak sa dôkladne pozriete na okruh, okamžite je zrejmé, že pozostáva zo 4 samostatných záťaží, ktoré sú zapojené paralelne, vďaka čomu je celková nosnosť obvodu niekoľkokrát väčšia.
Toto je bežný stabilizátor prúdu na tranzistoroch s poľným efektom, ktorý je možné bez problémov nahradiť bipolárnymi tranzistormi s reverznou vodivosťou. Zoberme si princíp činnosti na príklade jedného z blokov. Operačný zosilňovač má 2 vstupy: priamy a inverzný, dobre, 1 výstup, ktorý v tomto obvode riadi výkonný tranzistor s efektom n-kanálového poľa.
Ako prúdový snímač máme odpor s nízkym odporom. Na to, aby záťaž fungovala, je potrebné nízkoprúdové napájanie 12-15V alebo skôr potrebné na prevádzku operačného zosilňovača.
Operačný zosilňovač sa vždy snaží zaistiť, aby rozdiel napätia medzi jeho vstupmi bol nula, a robí to zmenou výstupného napätia. Keď je napájanie pripojené k záťaži, na snímači prúdu sa vytvorí pokles napätia, čím väčší je prúd v obvode, tým väčší je pokles na snímači.
Teda na vstupoch operačného zosilňovača dostaneme rozdiel napätia a operačný zosilňovač sa pokúsi kompenzovať tento rozdiel zmenou výstupného napätia plynulým otvorením alebo uzavretím tranzistora, čo vedie k zníženiu alebo zvýšeniu odporu tranzistorového kanála a následne sa zmení prúd tečúci v obvode. ,
V obvode máme referenčný zdroj napätia a variabilný odpor, ktorého rotácia nám dáva možnosť vynútiť zmenu napätia na jednom zo vstupov operačného zosilňovača, a potom nastane vyššie uvedený proces a v dôsledku toho sa zmení prúd v obvode.
Zaťaženie beží v lineárnom režime. Na rozdiel od impulzného, v ktorom je tranzistor buď úplne otvorený alebo zatvorený, v našom prípade môžeme tranzistor otvoriť tak, ako potrebujeme. Inými slovami, plynulo zmeňte odpor svojho kanála, a preto zmeňte prúdový obvod doslova z 1 mA. Je dôležité si uvedomiť, že hodnota prúdu nastavená pomocou premenného odporu sa nemení v závislosti od vstupného napätia, to znamená, že prúd je stabilizovaný.
V schéme máme 4 takéto bloky. Referenčné napätie je generované z toho istého zdroja, čo znamená, že všetky 4 tranzistory sa otvoria rovnomerne. Ako ste si všimli, autor použil silné kľúče poľa IRFP260N.
Jedná sa o veľmi dobré tranzistory s výkonom 45 A, 300 W. V obvode máme 4 takéto tranzistory a teoreticky by takáto záťaž mala rozptyľovať až 1200 W, ale bohužiaľ. Náš obvod pracuje v lineárnom režime. Bez ohľadu na to, aký silný je tranzistor, v lineárnom režime je všetko iné. Rozptylový výkon je obmedzený prípadom tranzistora, všetok výkon sa uvoľňuje ako teplo na tranzistore a musí mať čas na prenos tohto tepla do radiátora. Preto ani najchladnejší tranzistor v lineárnom režime nie je taký chladný. V tomto prípade je maximum, ktoré tranzistor v balíku TO247 dokáže rozptýliť, niekde okolo 75 W energie, to je všetko.
Prišli sme na teóriu, teraz sa pustíme do praxe.
Obvodová doska bol vyvinutý za pár hodín, zapojenie je dobré.
Hotovú dosku je potrebné pocínovať, energetické dráhy vystužené jednojadrovým medeným drôtom a všetko je dostatočne vyplnené spájkou, aby sa minimalizovali straty na odpore vodičov.
Doska poskytuje sedadlá na inštaláciu tranzistorov, a to v balení TO247 aj TO220.
V prípade použitia posledného meniča je potrebné pamätať na to, že maximum, ktoré je podvozok TO220 schopný, je skromný výkon 40 W v lineárnom režime. Prúdové senzory sú odpory 5W s odporom 0,1 až 0,22 ohmov.
Operačné zosilňovače sú prednostne namontované na pätici na pripevnenie bez spájkovania. Pre presnejšiu reguláciu prúdu pridajte do obvodu ďalší 1 odpor s nízkym odporom. Prvá umožní hrubšie nastavenie, druhá hladšia.
Bezpečnostné opatrenia. Náklad nemá žiadnu ochranu, takže ho musíte používať rozumne. Napríklad, ak sú v záťaži tranzistory s napätím 50 V, potom je zakázané pripájať skúšané napájacie zdroje s napätím nad 45 V. To bola malá rezerva. Neodporúča sa nastavovať aktuálnu hodnotu na viac ako 20A, ak sú tranzistory v prípade TO247 a 10-12A, ak sú tranzistory v prípade TO220. A možno najdôležitejším bodom nie je prekročiť povolený výkon 300 W, ak sa použijú tranzistory v puzdre z TO247. Na tento účel je potrebné do záťaže integrovať wattmeter, aby bolo možné monitorovať rozptýlený výkon a neprekročiť maximálnu hodnotu.
Autor tiež dôrazne odporúča používať tranzistory z rovnakej šarže, aby sa minimalizovalo šírenie charakteristík.
Chladenie. Dúfam, že každý chápe, že na vykurovanie tranzistorov pôjde hlúpo výkon 300 W, je to ako ohrievač 300 W. Ak nie je teplo účinne odvádzané, potom tranzistory Khan, preto inštalujeme tranzistory na masívny jednodielny radiátor.
Miesto, kde je kľúčový substrát pritlačený na chladič, musí byť dôkladne očistené, odmastené a vyleštené. Aj malé hrbole v našom prípade môžu zničiť všetko. Ak sa rozhodnete nanášať tepelné mazivo, urobte ho tenkou vrstvou, používajte iba dobré tepelné mazivo. Nemusíte používať tepelné podložky, nemusíte ani izolovať kľúčové substráty od chladiča, čo všetko ovplyvňuje prenos tepla.
A teraz, konečne, poďme skontrolovať prácu nášho nákladu. Načítame tu taký laboratórny zdroj energie, ktorý dáva maximum 30 V pri prúde až 7 A, to znamená, že výstupný výkon je asi 210 W.
V samotnom zaťažení sú v tomto prípade nainštalované 3 tranzistory namiesto 4, takže nebudeme môcť získať všetok výkon 300 W, je to príliš riskantné a laboratórium nevydá viac ako 210 W. Tu si môžete všimnúť 12-voltovú batériu.
V tomto prípade je to len na napájanie operačného zosilňovača. Postupne zvyšujeme prúd a dosahujeme požadovanú úroveň.
30V, 7A - všetko funguje dobre. Zaťaženie vydržalo aj napriek tomu, že autorove kľúče od rôznych strán boli bolestne pochybné, ale boli originálne, ak naraz nepraskli.
Takéto zaťaženie sa môže použiť na kontrolu napájania počítačových zdrojov a mimo nich. A tiež s cieľom vybiť batériu, zistiť jej kapacitu. Šunky vo všeobecnosti ocenia výhody elektronického zaťaženia. Táto vec je v rádioamatérskom laboratóriu skutočne užitočná a výkon takejto záťaže sa môže zvýšiť až na 1 000 W paralelným zapojením niekoľkých takýchto dosiek. Schéma zaťaženia 600 W je uvedené nižšie:
Kliknutím na odkaz „Zdroj“ na konci článku si môžete stiahnuť archív projektu s obvodom a doskou s plošnými spojmi.
Ďakujem za pozornosť. Uvidíme sa skoro!
videa: