별도의 모듈로 전자 부하 쌍. 전원 공급 장치 테스트를 위한 조정 가능한 전자 부하

유진.A: 그뿐만 아니라 의미도 없습니다. 현대의 전기 계량기는 반대 방향으로 회전하지 않습니다.

그러나 워밍업 할 것이 거의 없습니다.

유진.A: 변형에 관해서 - 일종의 직장 방법. 변태를 사랑하는 사람들을 위해. 은퇴했습니다. 포르노를 보는 대신.
...
필요한 경우 전류를 조정하기 위해 더 많은 니크롬, 콘스탄탄, 망가닌 및 스위치가 필요합니다.

아니면 제가 변태일까요? 진실은 은퇴가 아니지만 그렇다고 멀지도 않습니다... 아니요, 포르노를 볼 수 없으며 스스로 하는 것을 방해합니다. 이는 과학적으로 입증된 사실입니다!

이제 당신과 내가 제안한 방법을 비교해 보겠습니다.

당신은 더 많은 니크롬, 콘스탄탄, 망가닌 및 스위치와 같은 구식 방식을 제안합니다. 이것은 상당히 번거롭고 기술적으로 진보되지도 않았고 그다지 정확하지도 않습니다. 작은 단계의 부하 전류 조정이 필요한 경우 나는 이미 침묵합니다.

나는 니크롬, 콘스탄탄 또는 망가닌 한 조각을 사용하고 스위치를 전혀 사용하지 않는 것이 좋습니다.
게다가 이 조각들도 필요하지 않습니다. 다리미, 전기 히터, 전기 스토브 등 손에 있는 모든 것을 가져다가 원래 플러그를 사용하여 "전자 부하"라고 불리는 블록에 꽂기만 하면 됩니다. 블록에는 가변 저항 형태의 부하 전류 조정기, 취향과 기능에 따른 키보드가 있는 인코더 또는 버튼, 전압, 전류 및 전력의 현재 값을 표시하는 디스플레이가 있습니다.

귀하의 방법과 달리 부하 전류를 불연속적으로 조절할 수 있습니다.
및 pla-a-a-vnenko 및 설정 값을 안정화할 수도 있습니다.

그리고 정확도는 귀하의 방법보다 훨씬 뛰어납니다.
부하 전류는 I=k*ktr*Rн과 같습니다. 여기서:
k - PWM 펄스의 듀티 사이클,
ktr - 사용된 변압기의 변환비,
Rн은 다리미, 전기 히터 또는 전기 스토브의 저항입니다.

철의 저항을 정확하게 측정하면 충분합니다.
사실, 왜?! 다리미, 전기 히터 또는 열판이 연결된 상태에서 장치 내부에서 보정된 전압을 입력에 적용하고 보정 트리머를 사용하여 최대 전류 값을 최대로 설정하는 등 장치 작업 시 보정 모드로 들어가는 것으로 충분합니다. 듀티 사이클. MK가 설치되어 있으면 이 작업을 자동화할 수도 있습니다.
모두.
조정은 선형이므로 부하 전류의 최대값 20A를 듀티 사이클 0.9로 보정하고 계수 0.1로 전류 2.2A를 얻습니다.
한계를 확장하려면 스위치나 계전기를 설치하고 변환기의 변압기 탭을 전환할 수 있습니다. 부하의 전류(저항)를 조정하기 위해 여러 가지 조정된 하위 범위를 얻습니다.

나는 말하는 것을 잊었습니다. 다리미, 전기 히터 또는 전기 스토브와 같은 보정된 부하와 일치시키기가 더 쉽기 때문에 변압기가 더 좋습니다.
변압기는 컴퓨터 전원 공급 장치(전원 공급 장치)에서 나옵니다. 그 사람은 변명거리가 많아요...

그리고 지금, 유진.A, 변태이자 거의 성기에 가까운 저에게 설명해주세요. 귀하의 방법이 직장이 아닌데 제 방법이 더 좋고, 기술적으로 더 발전하고, 더 다재다능하고, 더 정확하고 동일한 작업을 수행한다는 사실에도 불구하고 왜 직장입니까?

이것 간단한 회로 전자 부하테스트에 사용할 수 있습니다 다양한 유형전원 공급 장치. 시스템은 조절 가능한 저항성 부하로 작동합니다.

전위차계를 사용하면 10mA에서 20A까지 부하를 고정할 수 있으며 이 값은 전압 강하에 관계없이 유지됩니다. 현재 값은 내장 전류계에 지속적으로 표시되므로 이러한 목적으로 타사 멀티미터를 사용할 필요가 없습니다.

조정 가능한 전자 부하 회로

회로는 매우 간단하여 거의 누구나 조립할 수 있으며 모든 라디오 아마추어의 작업장에 없어서는 안 될 것이라고 생각합니다.

연산 증폭기 LM358은 R5의 전압 강하가 전위차계 R1 및 R2를 사용하여 설정된 전압 값과 동일한지 확인합니다. R2는 대략 조정용이고 R1은 미세 조정용입니다.

저항 R5와 트랜지스터 VT3(필요한 경우 VT4)은 전원 공급 장치에 로드하려는 최대 전력에 따라 선택해야 합니다.

트랜지스터 선택

원칙적으로 모든 N채널 MOSFET 트랜지스터가 가능합니다. 전자 부하의 작동 전압은 특성에 따라 달라집니다. 우리가 관심을 가져야 할 매개변수는 큰 I k(컬렉터 전류)와 P tot(전력 손실)입니다. 콜렉터 전류는 트랜지스터가 자체적으로 허용할 수 있는 최대 전류이고, 전력 손실은 트랜지스터가 열로 방출할 수 있는 전력입니다.

우리의 경우 IRF3205 트랜지스터는 이론적으로 최대 110A의 전류를 견딜 수 있지만 최대 전력 손실은 약 200W입니다. 계산하기 쉬우므로 최대 10V의 전압에서 최대 전류를 20A로 설정할 수 있습니다.

이러한 매개변수를 개선하기 위해 이 경우에는 두 개의 트랜지스터를 사용하여 400W를 소비할 수 있습니다. 또한 실제로 최대치를 얻으려면 강제 냉각 기능을 갖춘 강력한 라디에이터가 필요합니다.

최근에는 매우 강력한 다양한 테스트가 필요해졌습니다. 배터리 24V에서 55V까지의 전압. 이러한 높은 전류에 대한 저항기를 선택하는 것이 불가능하기 때문에 우리는 완전히 전자적인 것을 구축해야 했습니다. 인공하중설계가 베이스가 되었습니다. 위력이 너무 낮기 때문에 다소 강화되었습니다.

전기 회로도 EN

전력 요소는 IGBT 전력 트랜지스터에 연결된 8개의 0.68Ω 저항을 사용합니다. 왜 IGBT인가? 테스트 중에 여러 기존 MOSFET이 실패했지만 IGBT는 눈에 띄게 더 안정적인 것으로 나타났습니다. 저항은 라디에이터에 각각 4개씩 설치됩니다. 필요에 따라 순차적으로 더 많이 포함됩니다. 고전압부하 또는 병렬 - 약한 것의 경우. 라디에이터는 케이스 바닥에서 1cm 떨어진 곳에 나사로 고정되어 있고 라디에이터 아래에 구멍이 뚫려 있으며 냉각 공기 흐름이 상당합니다.

전력 트랜지스터는 PC 프로세서의 방열판에 설치되며 두 개의 팬으로 냉각됩니다.

측정 요소 및 표준으로 연산 증폭기, 0.01 Ohm 저항이 사용되며 ICL7107 마이크로 회로의 카운터가 미터로 사용됩니다. 전류 정확도는 0.1A, 전압 정확도는 0.1V입니다.

미터 및 팬용 전기 공급 - 일부에서 제거됨 펄스 장치매개변수는 5A에서 +5V(표시기), 2A에서 +/- 12V(팬 및 연산 증폭기)입니다. 사용 가능한 오래된 장치의 멋진 금속 케이스가 있었고 이를 사용하기로 결정했습니다. 전면 패널은 3mm PVC 판으로 만들어졌습니다. 팬 구멍은 뒷면에 잘려져 있습니다.

부하 동작 테스트

20A에서 28V로 테스트된 회로 - 560W IGBT 저항기와 트랜지스터에서 전력 소비 - 40도 온도에서 1시간 동안 냉각 및 부하 상태.
또 다른 인공 부하 테스트는 11A/h에서 55V 배터리를 사용하여 수행되었습니다. 여기서 부하는 15~20A였으며 이는 전력이 1kW에 도달했음을 의미합니다. 특히 전력 저항기가 설치된 라디에이터가 뜨거워졌습니다. 저항은 약 110도까지 가열되고 IGBT 트랜지스터는 원칙적으로 90도까지 가열됩니다.
당연히 쉽게 테스트할 수 있습니다. 자동차 배터리 12V 20A 모드에서는 온도가 80도였으며 이는 정상입니다.

장치 개선 방법

앞으로 우리는 Arduino(Aliexpress)에 전력계와 모드 컨트롤러를 추가하여 직접 만든 전자 부하를 더욱 개선할 것입니다.

장치의 구성은 주로 전력 저항기에 사용되었습니다. 나머지는 모든 종류의 부품을 분해하는 데 사용되었습니다.
전력 저항기를 전환하지 않고도 테스트할 수 있도록 여러 전압 범위를 허용하기 위해 여러 소켓도 추가됩니다.

이런 장치가 왜 필요한가요? 전자 부하, 아마도 모두가 알고 있을 것입니다. 이를 통해 전원 공급 장치, 충전기, 증폭기, UPS 및 기타 회로를 설정할 때 출력에서 매우 강력한 저항의 모방을 만들 수 있습니다. 이 전자 부하는 100A 이상의 전류를 처리할 수 있으며, 500W 이상을 지속적으로 소비하고 버스트 모드에서 1kW의 전력을 처리할 수 있습니다.

이 회로는 원칙적으로 간단하며 조절 연산 증폭기와 함께 두 개의 전계 효과 트랜지스터를 사용합니다. 두 채널은 각각 동일하며 병렬로 연결됩니다. 제어 전압은 상호 연결되어 있으며 부하는 두 개의 강력한 전계 효과 트랜지스터 사이에 균등하게 분배됩니다. 여기서는 션트에 2개의 50A 저항을 사용하여 전압을 형성합니다. 피드백 75mV. 이렇게 낮은 저항 값(각 션트가 1.5밀리옴에 불과함)을 선택할 때의 확실한 이점은 전압 강하가 사실상 무시할 수 있다는 것입니다. 100A 부하로 작동하는 경우에도 각 션트 저항기의 전압 강하는 0.1V 미만입니다.

이 회로를 사용할 때의 단점은 입력 오프셋이 매우 낮은 연산 증폭기가 필요하다는 것입니다. 오프셋의 작은 변화라도 제어 전류에 큰 오류를 초래할 수 있기 때문입니다. 예를 들어, 실험실 테스트에서는 오프셋 전압이 100μV만 있어도 부하 전류가 0.1A 변경됩니다. 더욱이 DAC 및 정밀 연산 증폭기를 사용하지 않으면 이러한 안정적인 제어 전압을 생성하기가 어렵습니다. 마이크로컨트롤러를 사용하여 부하를 구동하려는 경우 DAC 출력(예: 0~5V)과 호환되는 정밀 션트 증폭 연산 증폭기를 사용하거나 정밀 전압 분배기를 사용하여 제어 신호를 생성해야 합니다.

전체 회로는 간단한 설치 방법을 사용하여 PCB 조각에 조립되었으며 대형 알루미늄 블록 상단에 배치되었습니다. 금속 표면은 연마되어 트랜지스터와 히트싱크 사이의 우수한 열 전도성을 보장합니다. 고전류의 모든 연결 - 최소 5개의 두꺼운 연선으로 구성된 전선으로 상당한 가열이나 전압 강하 없이 최소 100A를 견딜 수 있습니다.

위는 고정밀 LT1636 연산 증폭기 2개를 납땜한 브레드보드 사진입니다. 모듈 DC-DC 컨버터냉각 팬 컨트롤러의 입력 전압을 안정적인 12V로 변환하는 데 사용됩니다. 여기 라디에이터 측면에 팬 3개가 있습니다.

일반적으로 전원 공급 장치 또는 전압 변환기를 제조하는 동안(및 수리하는 동안) 부하 상태에서 성능을 확인해야 합니다. 그리고 검색이 시작됩니다. 손에 있는 모든 것이 사용됩니다: 다양한 백열등, 오래된 진공관, 강력한 저항기 등. 이런 방식으로 필요한 하중을 선택하는 것은 (시간과 신경 모두에서) 엄청나게 비용이 많이 드는 작업입니다. 대신 전자제품을 사용하는 것이 매우 편리합니다. 조정 가능한 부하. 아니요, 아니요. 아무것도 살 필요가 없습니다. 심지어 남학생도 그런 일을 할 수 있습니다. 필요한 것은 강력한 필드 스위치, 연산 증폭기, 몇 개의 저항기 및 더 큰 방열판뿐입니다. 이 계획은 단순한 것 이상이지만 그럼에도 불구하고 훌륭하게 작동합니다.

아이디어는 특수 전류 측정 저항기의 전압 강하를 안정화하기 위해 연산 증폭기를 사용하는 것입니다. 이는 다음과 같이 수행됩니다. 특정 기준 전압이 연산 증폭기의 비반전 입력에 적용되고 전류 측정 저항기의 전압 강하가 반전 입력에 적용됩니다. 연산 증폭기는 정상 상태에서 반전 입력과 비반전 입력 사이의 전압 차이가 0이라는 특성을 가지고 있습니다(물론 포화 모드가 아닌 한, 그렇기 때문에 계산하고 계산하려면 계산기가 있는 두뇌가 필요합니다). 모두 선택하세요). 연산 증폭기의 출력은 MOSFET의 게이트에 공급되어 FET의 시작 정도와 이를 통과하는 전류를 제어합니다. 그리고 현장 장치를 통과하는 전류가 클수록 전류 측정 저항기의 전압 강하도 커집니다. 결과는 부정적인 피드백입니다.

즉, 가열의 결과로 필드 스위치의 특성이 변경되어 이를 통과하는 전류가 증가하면 전류 측정 저항기 양단의 전압 강하가 증가하고 음의 전압 차이(오류)가 발생합니다. 연산 증폭기의 입력에 나타나며 출력 전압연산 증폭기는 오류가 0이 될 때까지 감소하기 시작합니다(동시에 필드 스위치의 개방 정도와 이를 통과하는 전류가 감소하기 시작합니다). 어떤 이유로 필드 연산자를 통과하는 전류가 감소하면 전류 측정 저항기의 전압 강하가 감소하고 연산 증폭기 입력과 출력 전압에 양의 전압 차이(오류)가 나타납니다. 연산 증폭기의 오류가 0이 될 때까지 증가하기 시작합니다(동시에 필드 스위치의 개방 정도와 이를 통과하는 전류가 증가하기 시작합니다). 간단히 말해서, 이러한 회로는 전류 측정 저항기의 전압 강하를 안정화합니다. 모든 과도 프로세스 후에 이는 기준 전압(비반전 입력에 공급되는)과 동일하게 설정됩니다.

이 회로에서 기준전압을 변경함으로써 현장스위치를 통해 전류를 임의로 조절할 수 있으며, 규정된 전류는 기준전압의 값과 전류측정저항의 저항에만 의존하기 때문에 안정적이다. 가열의 결과로 크게 달라질 수 있는 MOSFET의 매개변수에 의존하지 않습니다. 기준 전압은 간단한 분배기로 설정하고 저항을 트리밍하여 조정할 수 있습니다.

도식 요소:

연산 증폭기 - 단일 공급 전력을 허용하는 모든 것에는 OP220을 사용했습니다.

T1은 강력한 MOSFET입니다. 더 많은 전력을 소비할 수 있는 한 이전 제품에서 CEP603AL을 사용했습니다. 컴퓨터 장치영양물 섭취. (물론 여기에서는 필드 스위치의 개방 전압과 이를 통과하는 전류에 제한이 있지만 이에 대해서는 아래에서 자세히 설명합니다.)

R ti는 10분의 1옴의 전류 측정 저항입니다. 프린터, 모니터 등 어디에나 많이 있습니다. 프린터에서 0.22옴, 3W를 가져왔습니다.

R nd = 10kOhm - 현재 설정 범위를 결정하는 저항기

R kd = 10kOhm - 초기 전류 설정 범위를 결정하는 저항기

R gn = 2 kOhm - 전류가 주어진 범위 내에서 설정되는 저항

R tn = 330 Ohm - 주어진 전류를 정밀하게 조정하는 데 필요한 저항기

편안한 손잡이를 갖춘 우수한 트리머는 오래된 컴퓨터 모니터 보드에서 제거할 수 있습니다.

완제품:

이제 이것이 어떻게 계산되는지 살펴보겠습니다.:

U 1 =U p *(R gn +R tn)/(R nd +R kd +R tn +R gn), 여기서 U p는 공급 전압이고, U 1은 op의 비반전 입력 전압입니다. -amp

U 2 =I n *R ti, 여기서 I n은 부하 전류이고, U 2는 전류 측정 저항기의 전압 강하(따라서 연산 증폭기의 반전 입력 전압)입니다.

연산 증폭기 입력의 전압 동일 조건으로부터 다음을 얻을 수 있습니다.

U p *(R gn +R tn)/(R dn +R kd +R tn +R gn)=I n *R ti, 여기서 우리는 다음을 찾습니다:

Iн=Up*(R gn +R tn) / ((R dn +R kd +R tn +R gn)*R ti)

저항 값을 이 식에 대입하여 현재 설정 범위를 결정합니다.

Rnd=10kOhm에서 In = Up*2.33/((2.33+10+10)*0.22)=Up*0.47을 얻습니다.

Rnd=0에서 다음을 얻습니다. In = Up*2.33/((2.33+10)*0.22)=Up*0.86

즉, 저항 Rnd의 저항을 10kOhm에서 0으로 변경함으로써 전류 설정 범위의 상한을 0.47*Up에서 0.86*Up으로 변경합니다. 이는 예를 들어 +10V 전원 공급 장치의 경우 저항 Rnd의 저항에 따라 0 ~ 4.7 A 또는 0 ~ 8.6 A 범위에서 전류를 조정할 수 있고 +5V 전원 공급 장치의 경우 0 ~ 2.35A 또는 0 ~ 4.3A. 주어진 범위에서 전류는 Rgn(거친) 및 Rtn(미세) 트리머에 의해 조정됩니다.

세 가지 제한 사항이 있습니다. 첫 번째 제한 사항은 전류 감지 저항기와 관련이 있습니다. 이 저항기는 최대 전력 손실 PR을 위해 설계되었으므로 이를 통과하는 최대 전류는 다음 식으로 결정된 값을 초과해서는 안 됩니다. I 2 max =P R /R ti. 표시된 정격의 경우: I 2 max = (3/0.22), I max = 3.7 A. 라디에이터를 사용하여 저항이 더 낮은 저항기를 선택하여(그러면 범위도 다시 계산해야 함) 이 값을 늘릴 수 있습니다. 또는 여러 개의 저항을 병렬로 연결합니다.

두 번째 두 가지 제한 사항은 트랜지스터와 관련이 있습니다. 첫째, 주요 소산 전력이 트랜지스터에 할당됩니다. 따라서 더 나은 방열을 위해서는 더 큰 라디에이터를 나사로 고정해야 합니다. 둘째, 게이트와 소스 사이의 전압(Vgs가 특정 임계값 전압을 초과함)이 발생하면 트랜지스터가 열리기 시작하므로 공급 전압이 이 임계값보다 낮으면 장치가 작동하지 않습니다. 동일한 값은 주어진 공급 전압에서 가능한 최대 전류에도 영향을 미칩니다.