Elektronická zátěž

Elektronická zátěž
Milan Špaček Pridal  Milan Špaček
  1075 zobrazení
8
 0
Zaujímavé zapojenia

Občas se hodí mít regulovatelnou zátěž pro testování zdrojů, měničů, nabíječek atd. Stará verze mi už moc nevyhovovala, tak jsem se rozhodl postavit novou, modernější a s více funkcemi než jen regulovatelný odpor.

Prošel jsem si pár zapojení z internetu, knih a časopisů a nakonec jsem se nechal inspirovat konstrukcemi uveřejněnými v časopisech Stavebnice a konstrukce A Radio 3/1999 a Konstrukční elektronika A Radio 1/2002.

Popis zapojení

Jako hlavní součástku zátěže - tranzistor T1 jsem použil IRFP150 (měl jsem pár kusů v šuplíku vymontovaných z nějaké staré UPSky), jeho hlavní parametry jsou:

UDSS=100 V
RDS(on)=0,055 Ω
ID=41 A
PD @ 25 °C=230 W

Je tedy docela předimenzovaný na moje účely, ale alespoň to bude "blbuvzdorné". Chladím ho starým chladičem pro Intel P4 sc. 478. Zatím jsem zkoušel trvalý ztrátový výkon 120 W, při něm byla teplota T1 62 °C. Myslím, že má ještě rezervu, při 100 °C má povolený ID až 29 A.

Funkce celé zátěže je následující: 1. polovina OZ1 pracuje jako komparátor, který porovnává úbytek napětí vzniklý průchodem proudu na výkonovém rezistoru R1 s napětím nastaveným pomocí P1 a děliče R4, R5.

Zátež má dva pracovní režimy volitelné přepínačem - konstantní proud a konstantní odpor.

V režimu konstantního proudu se referenční napětí pro komparátor odvozuje od stabilizovaného napájecího napětí. Nezávisle na velikosti vstupního napětí se zátěž bude snažit dodržet nastavený proud snižováním, nebo zvyšováním svého odporu.

V režimu konstantního odporu se referenční napětí odvozuje od napětí na zátěži. Zvyšující se napětí na zátěži zároveň zvyšuje referenční napětí a tím i proud zátěží.

Druhá polovina OZ1 pracuje jako oscilátor s frekvencí danou R8,P2 a C4 (20 Hz-220 Hz). Zátěž se dá přepínat na trvalý, nebo pulsní provoz. Při pulsním se výstup oscilátoru připojí přes diodu na invertující vstup OZ1. Každá kladná polovina pulsu způsobí uzavření T1 a tím v podstatě odpojení zátěže. Pulsní provoz se velmi hodí například pro testování chování nadproudové ochrany zdrojů. Některé se chovají dost nekorektně, kdy po uvolnění zkratu vyletí na chvíli napětí na maximální hodnotu, nezávisle na nastavení. S pomocí osciloskopu a této funkce se toto chování dá lehce otestovat.

Schema zapojení

Schema zapojení hlavní části

Schema zapojení zdrojové části

Naměřené parametra zátěže

Na oscilogramech je průběh napětí a proudu měřeného zdroje. Jedná se o standardní zapojení s IO MAA723. Kanál 1 ukazuje průběh proudu zátěží a kanál 2 pak napětí zdroje při reakci proudového omezení. Je vidět, že obvod proudového omezení se chová jak má, zareaguje do 100 µs a po uvolnění zkratu napětí plynule naběhne na původně nastavenou velikost.

Celý OZ2 funguje jako tepelná ochrana, používá společný NTC termistor R21. Přesný typ neznám, jedná se o šuplíkové zásoby, jeho odpor je 1,2 kΩ @ 25 °C a 100 Ω @ 100 °C. Ochrana funguje tak, že nejdřív zapne ventilátor na chladiči a pak, když už nebude stíhat, odpojí zátěž úplně. Princip odpojení je stejný jako u pulsního režimu. Obě teploty se dají nastavit, já to mám zatím na 38 °C a 90 °C.

Pro měření proudu zátěží používám panelový volmetr s rozsahem 200 mV. Jako bočník je využitý R1. Protože napětí na R1 může být podle proudu až 2V, musel jsem k němu dodělat ješte nastavitelný dělič složený z R26-R28. Trimrem R28 jde údaj zobrazený na měřidle zkalibrovat pomocí sériově zapojeného přesnějšího ampérmetru.

Maximální trvalý proud, který může zátěží téct je 14 A, je to dáno hlavně maximálním povoleným ztrátovým výkonem R1, který je 20 W. V pulsním režimu je to maximálně 20 A (střída pulsů je 50 %).

Realizace

Pozri aj...

Elektronická jednosmerná záťaž 150W - 10A

Túto jednosmernú elektronickú záťaž som sa rohodol postaviť pre potreby použitia v dielni a aj ako pomôcku pri písaní recenzií, nakoľko dosť často nastane situácia, že je potrebné dané zariadenie zaťažiť ...

Pozrieť príspevok

Elektronická umelá záťaž 400W 20A

Umelá elektronická záťaž je určená pre testovanie napájacích zdrojov, batérií, akumulátorov, rôznych napájacích adaptérov napr. od notebookov s plynul...

Pozrieť príspevok

Elektronická záťaž EBD-A20H

S týmto prístrojom od výrobcu ZKE Tech môžete nielen testovať všetky typy akumulátorov a batérií, ale aj testovať odolnosť voči jednosmernému napätiu...

Pozrieť príspevok

 

Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok?

Máte aj vy zaujímavú konštrukciu, alebo článok a chceli by ste sa o to podeliť s viac ako 200.000 čitateľmi? Tak neváhajte a dajte nám vedieť, radi ju uverejníme a to vrátane obrazových a video príloh. Rovnako uvítame aj autorov teoretických článkov, či autorov zaujímavých videí z oblasti elektroniky / elektrotechniky.

Kontaktujte nás!


Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie, alebo podporte jeho autora.
 

     

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár k článku. Pridáte prvý? Berte prosím na vedomie, že za obsah komentára je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.

Vyhľadajte niečo na našom blogu

PCBWay Promo

JLCPCB Promo
PCBWay Promo

JLCPCB Promo
PCBWay Promo

JLCPCB Promo
Webwiki Button