Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Электроника » Блоки питания » Электронная нагрузка с плавной регулировкой тока

    Электронная нагрузка с плавной регулировкой тока


    Со временем у меня скопилось определенное количество различных китайских AC-DC преобразователей для зарядки аккумуляторов мобильных телефонов, фонарей, планшетов, а также небольшие импульсные источники питания для электронных поделок и собственно сами акккумуляторы. На корпусах зачастую указываются электрические параметры устройства, но так как чаще всего дело приходится иметь именно с китайскими изделиями, где завысить показатели дело святое, то не лишним было бы проверить реальные параметры устройства, прежде чем использовать его для поделки. Кроме того возможно использование источников питания без корпуса, на которых не всегда имеется информация об их параметрах.

    Многие могут сказать, что достаточно использовать мощные переменные или постоянные резисторы, автомобильные лампы или попросту нихромовые спирали. У каждого метода есть свои недостатки и преимущества, но главное — при использование этих методов плавной регулировки тока добиться довольно сложно.

    Поэтому я собрал для себе электронную нагрузку на операционном усилители LM358 и составном транзисторе КТ827Б с испытанием источников питания напряжением от 3 В до 35В. В этом устройстве ток через нагрузочный элемент стабилизирован, поэтому он практически не подвержен температурному дрейфу и не зависит от напряжения проверяемого источника, что очень удобно при снятии нагрузочных характеристик и проведении других испытаний, особенно длительных.

    Материалы:
    — микросхема LM358;
    — транзистор КТ827Б (NPN транзистор составной);
    — резистор 0,1 Ом 5 Вт;
    — резистор 100 Ом;
    — резистор 510 Ом;
    — резистор 1 кОм;
    — резистор 10 кОм;
    — переменный резистор 220 кОм;
    — конденсатор не полярный 0,1 мкФ;
    — 2 шт конденсатор оксидный 4.7 мкФ х 16В;
    — конденсатор оксидный 10 мкФ х 50В;
    — алюминиевый радиатор;
    — стабильный источник питания 9-12 В.

    Инструменты:
    — паяльник, припой, флюс;
    — электродрель;
    — лобзик;
    — сверла;
    — метчик М3.

    Инструкция по сборке устройства:

    Принцип действия. Устройство по принципу работы является источником тока, который управляется напряжением. Мощный составной биполярный транзистор КТ 827Б с током коллектора Iк= 20А, коэффициентом усиления h21э более 750 и максимальной рассеиваемой мощностью 125 Вт является эквивалентом нагрузки. Резистор R1 мощностью 5Вт — датчик тока. Резистором R5 изменяют ток через резистор R2 либо R3 в зависимости от положения переключателя и соответственно напряжение на нем. На операционном усилители LM358 и транзисторе КТ 827Б собран усилитель с отрицательной обратной связью с эмиттера транзистора на инвертирующий вход операционного усилителя. Действие ООС проявляется в том, что напряжение на выходе ОУ вызывает такой ток через транзистор VT1, чтобы напряжение на резисторе R1 было равно напряжению на резисторе R2 (R3). Поэтому резистором R5 регулируют напряжение на резисторе R2 (R3) и соответственно ток через нагрузку (транзистор VT1). Пока ОУ находится в линейном режиме, указанное значение тока через транзистор VT1 не зависит ни от напряжения на его коллекторе, ни от дрейфа параметров транзистора при его разогреве. Цепь R4C4 подавляет самовозбуждение транзистора и обеспечивает его устойчивую работу в линейном режиме. Для питания устройства необходимо напряжение от 9 В до 12 В, которое обязательно должно быть стабильным, поскольку от него зависит стабильность тока нагрузки. Устройство потребляет не более 10 мА.

    Последовательность работ
    Электрическая схема простая и не содержит много компонентов, поэтому не стал заморачиваться с печатной платой и произвел монтаж на макетной плате. Резистор R1 поднял над платой, так как он сильно греется. Желательно учитывать расположение радиокомпонентов и не ставить рядом с R1 электролитические конденсаторы. У меня не совсем получилось это сделать (выпустил из виду), что не совсем хорошо.

    Мощный составной транзистор КТ 827Б установил на алюминиевый радиатор. При изготовлении теплоотвода его площадь должна быть не менее 100-150 см2 на 10 Вт рассеиваемой мощности. Я использовал алюминиевый профиль от какого-то фото устройства общей площадью порядка 1000 см2. Перед установкой транзистора VT1 зачистил поверхность теплоотвода от краски и нанес теплопроводную пасту КПТ-8 на место установки.

    Использовать можно любой другой транзистор серии КТ 827 с любым буквенным обозначением.

    Также вместо биполярного транзистора можно в этой схеме использовать полевой n-канальный транзистор IRF3205 или другой аналог этого транзистора, но необходимо изменить номинал резистора R3 на 10 кОм.

    Но при этом есть риск теплового пробоя полевого транзистора при быстром изменении проходящего тока от 1А до 10А. Скорее всего корпус ТО-220 не способен передать такое количество тепла за столь малое время и закипает изнутри! Ко всему можно добавить, что еще можно нарваться на подделку радиодетали и тогда параметры транзистора будут совсем непредсказуемы! То ли алюминиевый корпус КТ-9 транзистора КТ827!

    Возможно проблему можно решить установив параллельно 1-2 таких же транзисторов, но практически я не проверял — отсутствуют в наличии те самые транзисторы IRF3205 в нужном количестве.

    Корпус для электронной нагрузки применил от неисправной автомагнитолы. Ручка для переноса устройства присутствует. Снизу установил резиновые ножки для предотвращения скольжения. В качестве ножек использовал крышечки от пузырьков для медицинских препаратов.

    На передней панели для подключения источников питания разместил двухконтактный акустический зажим. Такие используют на аудио колонках.

    Также здесь расположена ручка регулятора тока, кнопка включения/выключения питания устройства, переключатель режимов работы электронной нагрузки, ампервольтметр для визуального контроля процесса измерения.

    Ампервольтметр заказывал на китайском сайте в виде готового встраиваемого модуля.
    Электронная нагрузка с плавной регулировкой тока

    Электронная нагрузка работает в двух режимах испытания: первый от 70 мА до 1А и второй от 700 мА да 10А.
    Питание устройства происходит от стабилизированного импульсного источника питания напряжением 9,5 В.

    При подключения электронной нагрузки на ампервольтметре отображается значение 0,49В (значение может отличаться). Это особенность работы операционного усилителя LM358 и составного транзистора КТ827, но на точность измерения это никак не влияет. Кому хочется эстетического вида, то можно применить полевой транзистор, тогда показания будут 0 В. Еще раз повторю — эти значения не влияют на точность измерения!


    Заключение
    С данной электронной нагрузки я смог выжать порядка 100 Вт при питании 12В, может возможно и более, но проверить нечем. Плавная регулировка тока, минимальный температурный дрейф и независимость от напряжения проверяемого источника позволяет более точно определить характеристики испытуемого источника питания.

    Данное устройство подходит для тестирования единичных источников питания, но если подойти с умом к делу, то можно создать на его основе много канальное устройство для проверки, к примеру, компьютерного БП.
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

    Сборка аккумулятора с BMS 4S 2P Li-ion 14,4В

    Намотка импульсного трансформатора своими руками

    7.6
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    7.4
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    6.8
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 7.25 из 10 (голосов: 8 / История оценок)

    Добавить комментарий

      • smilesmilesxaxaokdontknowyahoonea
        bossscratchfoolyesyes-yesaggressivesecret
        sorrydancedance2dance3pardonhelpdrinks
        stopfriendsgoodgoodgoodwhistleswoontongue
        smokeclappingcraydeclarederisivedon-t_mentiondownload
        heatirefullaugh1mdameetingmoskingnegative
        not_ipopcornpunishreadscarescaressearch
        tauntthank_youthisto_clueumnikacuteagree
        badbeeeblack_eyeblum3blushboastboredom
        censoredpleasantrysecret2threatenvictoryyusun_bespectacled
        shokrespektlolprevedwelcomekrutoyya_za
        ya_dobryihelperne_huliganne_othodifludbanclose
    58 комментариев
    ino53
    Цитата: Иван_Похмельев
    то можно обойтись без внешнего источника,

    Да, конечно, если с авто АКБ работать. И R3 поставить не 0.1, а где нибудь 0.33 Ом, а то регулировка тока будет только от 6 ампер и выше.
    .
    Иван_Похмельев
    Цитата: ino53
    Попробуй самое простейшее из этой серии, классика схемотехники.
    Если X3 подключить к X1, то можно обойтись без внешнего источника, если не проверять совсем уж низковольтные источники.
    ino53
    Цитата: Ден
    но после его установки нагрузка совсем перестала работать.
    ИС, что ли, дохлая. Кстати, входа 5 и 6 нехорошо в воздухе оставлять. Транзисторы, надеюсь, проверены? Попробуй самое простейшее из этой серии, классика схемотехники.
    Ден
    ino53,
    815-817 в наличии у меня тоже нет, из отечественных у меня есть только 805БМ и 837Н. Нашел правда 2SD882, он схож по хар-кам с 815-817, но после его установки нагрузка совсем перестала работать. В общем хотел пороще и подешевле, но видимо придется посложнее и подороже (по схеме из видео ниже).
    ino53
    Попробовать можно КТ 829, но он послабже, 7А 60 Вт. А 209-й, дурак высоковольтный ... пристрой к нему что-то типа 815-817 на раскачку, коллекторы вместе, эммитер малого на базу большого, должен заработать.
    Ден
    Подскажите пожалуйста какие ещё могут подойти транзисторы (не полевые) вместо КТ827Б? У меня сейчас в наличии есть D209L (NPN, 12 Ампер, а мне больше 6 Ампер для проверки нагрузок и не нужно), но с ним работать не хочет, максимум, что выдает, 0,5 Ампер.
    EL
    Видео по теме.(не мое) Почему горят полевики в этой схеме.
    El
    Схема И.Нечаева из журнала Радио №1 2005г (стр.35) Вообщем как я не мучал ее, и паралелил по две и по 4шт. до 10Ампер так и не вытянул, горят транзисторы. На небольших токах до 2ампер работать можно. Вообщем решил теперь собирать по содранной aka kasyan у китайцев схеме на LM324.
    R555
    По делу пишите мне
    Кто не ошибается, тот не делает ничего.
    Али-бастр
    Пожег уже несколько полевиков . 2шт (в паре) IRL3705 на токе 5 А сгорают за несколько секунд. Теплоотвод даже слегка не успевает нагреться. Жалко, хорошие транзисторы. Попробую перейти на КТ827. Надеюсь Советские транзисторы не подведут!
    Иван_Похмельев
    Цитата: El
    Очень бы хотелось чтобы автор добавил в статью схему подключения цифрового амперметра. Спалил уже два.. ((
    Посмотрите здесь, может быть, поможет. Внешний шунт можно исключить, он только для расширения пределов измерения.
    ocherett Автор
    Пробило IRF3205 при чуть больше 4Ампер
    Значит нужно запараллелить пару IRF3205, выше уже было об этом. Вольтамперметр подключать, как уже сказал Похмельев, лучше по схеме со странички китайского продавца, где покупали.
    . Смотрите подключение.
    El
    Поставил радиатор с охлаждением, как планировал. Гонял 1час на 25в 1А, все работает стабильно. Решил проверить максимальную нагрузку, Пробило IRF3205 при чуть больше 4Ампер. Заменил его, промазал термопастой "от души" результат тотже, чуть больше 4 ампер повысил и сразу пробило. Причем уходит глухо в КЗ (между стокои и истоком 16-18 Ом), если тестируемый БП без защиты, то выгорит.
    El
    собирал по схеме на IRF 3205
    El
    Спасибо, по предложенной вами схеме тоже подключал, не заработало. Счс проверил на лабараторном БП от 0,2 до 32 вольт заданную нагрузку схема держит стабильно, (больше БП не выдает) Выставлял 250мА, 0.5А и 1А, выше не стал, т.к. временно, пока тестирую схему на столе , поставил небольшой радиатор, при 1А он уже нагрелся до 60С. Схему собирал на печатке. Делал под комп. кулер с вентилятором. Резистор 0.1 поставил 10W керамику.
    kouroff
    Я подключал согласно изображения:

    Где "НАГРУЗКА" - это сама электронная нагрузка, а "напряжение для нагрузки" - испытуемый источник питания. Минус питания вольтамперметра не подключал, а плюс взял с источника для питания электронной нагрузки (у меня 12 вольт).
    А у Вас получается тестировать источники питания с напряжением выше 20 вольт?
    El
    Это было сделано первым делом, и загуглил возможные варианты, но что то пошло не так: с висящим в воздухе минусом питания, индикации не было вообще. При этом мультиметр в разрыв, показывает прекрасно. Перепробовал кучу вариантов. Первый сгорел, когда воткнул в рзрыв (-), второй в разрыв (+) проверяемого БП. питание амперметра брал от бп питания схемы. Поэтому и возник вопрос, как вы подключали?
    Иван_Похмельев
    Если Вы покупали через интернет, смотрите схему на страничке продавца.
    El
    Очень бы хотелось чтобы автор добавил в статью схему подключения цифрового амперметра. Спалил уже два.. ((
    Иван_Похмельев
    Проверьте монтаж.
    Кстати, присмотрелся к схемам, неправильно сделано переключение пределов тока: при переключении во время протекания тока нагрузки возможен кратковременный бросок очень большого тока, ограниченного только токосъёмным резистором и сопротивлением канала полностью открытого транзистора. Следует переделать переключатель: 1 кОм включить постоянно, а в параллель к нему подключать резистор 110 Ом.
    kouroff
    1. Момент отключения на токах от 1А до 9А примерно одинаковый 16-17,5В.
    2. Поочередное отключение полевиков эффекта не дало.
    Да, входная нагрузка с примитивного ЛБП, но впервые данную неисправность заметил на двух последовательно соединенных аккумуляторах. Как будто нагрузка в защиту уходит, может что то не так соединил. А на Вашей нагрузке не пробовали подать 24 вольта (стабильных, с акб)?
    ocherett Автор
    при плавном увеличении входного напряжения

    Вы на вход нагрузки подаете напряжение с ЛБП? У меня в процессе наладки был случай, когда я подавал с ЛБП напряжение, но регулировать нагрузку не получалось, подкинув напряжение с фиксированным выходным напряжением с другого БП схема заработала. Я разбираться не стал, но предположение, что это связано со схемой стабилизации тока (напряжения) на самом ЛБП.
    Иван_Похмельев
    Наконец, с третьего сообщения ситуация начала проясняться. На предыдущие два невозможно было ответить, поскольку одно не содержало вообще никакой информации, кроме ничего не говорящей фотографии клубка проводов, а другое содержало взаимоисключающие утверждения и два не открывающихся спойлера.
    По последнему сообщению.
    1. Сравните момент отключения при разных токах.
    2. Попробуйте по одному отключать стоки полевиков.
    kouroff
    Не могу загрузить видео, но в общем, при плавном увеличении входного напряжения, отключение нагрузки происходит при напряжении выше 16 В.
    kouroff
    Прошу подсказать в решении проблемы. Могу сделать замеры, при необходимости.
    kouroff
    Спасибо за разъяснения! Собрал нагрузку на двух каналах, согласно схемы, транзисторы взял мощнее - irfp260n.


    Все работает, нагружал до предела вольтамперметра. Но, при попытке подключения к 24 В, нагрузка не работает, т.е. не регулируется.

    В чем может быть ошибка?
    Иван_Похмельев
    Для полного счастья поставить ещё керамику 0,1 мкФ между 4 и 8 ногами микросхемы.
    Иван_Похмельев
    Цитата: ocherett
    К тому же качество китайского irf3205 может сильно влиять,
    Китайские мощные транзисторы нередко бывают фейковыми: под маркировкой приличного транзистора спрятан хилый кристалл типа нашего КТ817.
    ocherett Автор
    Да, вторая схема должна работать.
    kouroff
    Тогда так?
    kouroff
    Спасибо! Еще посмотрите, очень грубо накидал схему, что нужно изменить? Или нужно затвор второго транзистора соединить с ногой 7 (через 10к)?
    ocherett Автор
    А еще лучше, так как ЛМ358 сдвоенный ОУ, сделать схему на второй канал (ноги 5,6,7), повторив цепочку R1, VT1, C4, R3. Не инвертирующие входы объединить для общей регулировки
    ocherett Автор
    я переделал схему на irf3205, и почти сразу его пробило (ток менее 1А, по времени секунд 5) т.е. нагрева не было

    Корпус ТО-220, как у irf3205, еще меньше способен рассеивать тепло из-за меньшей площади фланца. К тому же качество китайского irf3205 может сильно влиять, возможно кристалл транзистора просто не успел передать тепло радиатору и сгорел.
    И как задействовать второй канал усилителя, для еще одного транзистора, делать такую же обвязку сопротивлениями?

    R1, VT1, C4 дублировать, R3 ,который идет к 2 ноге ЛМ358, я думаю будет общим. Для полевика 10кОм
    kouroff
    Цитата: ocherett
    А у Вас уже получается 36*3=108 Вт, что на верхнем приделе работы транзистора

    Да, я думаю так и было, но после, я переделал схему на irf3205, и почти сразу его пробило (ток менее 1А, по времени секунд 5) т.е. нагрева не было, вот я и думаю, что не так. На данный момент есть IRFP260N, хочу попробовать на нем, но остаются сомнения. И как задействовать второй канал усилителя, для еще одного транзистора, делать такую же обвязку сопротивлениями? Здесь с потенциометра приходит на 3 пин, а если два канала, то куда?
    Иван_Похмельев
    КТ827 вышел за границу ОБР (области безопасной работы). С IRF3205 - непонятно. Можно предположить плохую фильтрацию выходного напряжения БП, наличие на нём "иголок". Если у Вас есть осциллограф, надо посмотреть форму его выходного напряжения.
    ocherett Автор
    До 3А плавно, за пару минут (это кт827), а irf3205 пробило почти сразу, ток был меньше 1А
    . Ну так рассеиваемая мощность транзистора КТ827 -125 Вт и это при +25С, а если больше температура, то мощность будет еще меньше. При 50С уже порядка 100Вт рассеивания. Немало важен теплоотвод (радиатор, КПТ и т.д.) А у Вас уже получается 36*3=108 Вт, что на верхнем приделе работы транзистора
    kouroff
    До 3А плавно, за пару минут (это кт827), а irf3205 пробило почти сразу, ток был меньше 1А.
    Иван_Похмельев
    Ток сразу давали 3 А ил плавно поднимали до этого значения?
    kouroff
    Подскажите пожалуйста, снимал мощность порядка 100Вт (кратковременно) и 60Вт (длительно) разряжая аккумулятор, все нормально. Но, при попытке протестировать китайский блок ac/dc 220v/36v, пробило транзистор (кт827), на токе порядка 3А, после переделал сборку на irf3205, и ситуация такая же - на 12 вольт все работает корректно, а на этом блоке пробило моментально. В чем может быть причина? На выходе блок ac/dc выдает 35.8 вольт.
    Иван_Похмельев
    Цитата: kouroff
    Что сделать для увеличения предела тестируемой мощности, допустим до 200вт
    Включить параллельно несколько модулей, как сделано, например, здесь. Естественно, надо правильно выбрать транзисторы по току, напряжению и мощности.
    Цитата: kouroff
    от чего зависит предел вольтажа?
    Забудьте поганое слово "вольтаж"! ireful
    Максимальное напряжение зависит от максимально допустимого Uкэ силового транзистора, оно должно иметь запас не менее 20 %.
    kouroff
    Что сделать для увеличения предела тестируемой мощности, допустим до 200вт, и от чего зависит предел вольтажа?
    Иван_Похмельев
    Цитата: Чудной Лис
    привык все от лития питать и прибор хочу автономным сделать, а засовывать туда 2-3 аккума 18650 не сильно охота
    Если 2 штуки это много, поставьте Step-Up преобразователь.
    Чудной Лис
    Повторил проект, развел все на печатной плате, работает отлично, сделал на полевом транзисторе, длительно не тестировал ещё, как придумаю корпус так сразу начну тестировать это устройство, но с довольно небольшим радиатором и транзистором в корпусе TO-220 100+ ватт коротковременно я снимал ( пока радиатор не начинал перегреваться ) думаю годный прибор, единственное питание не удобное ... привык все от лития питать и прибор хочу автономным сделать, а засовывать туда 2-3 аккума 18650 не сильно охота
    kouroff
    Извиняюсь, схему пропаял - все работает корректно.
    Иван_Похмельев
    Тут ясновидящих нет.;) Опишите ситуацию.
    kouroff
    День добрый. Собрал данную схему, блок питания нагружает, а отдельный аккумулятор нет (нет реакции). В чем может быть причина?
    Иван_Похмельев
    Цитата: ocherett
    Принципиальной разницы нет. Может разве по нормативам не установлена
    Ошибаетесь. Есть принципиальная разница. У Вас при включённом питании маркировка показывает состояние "отключено".
    В даташите указан металло-стеклянный корпус и под словом "металло" как раз и имеется ввиду алюминий! Не верите, сдайте на анализ!
    Попробуйте доказать, что это алюминий. Только не получится.))
    У КТ-9 (он же TO-3) фланец и крышка - стальные, а между кристаллом и фланцем - медная прокладка для распределения тепла.
    Здесь забыл расписать, что питание выходное подстроил под 9,5В
    Если уж действительно стабилизировать, то надо было поставить хотя бы простейший линейный стабилизатор на стабилитроне или TL431.
    Здесь стоит обычный делитель! Что здесь писать?
    "10 А" и "1 А" - информативно, "1:1" и "1:10" - невнятно.
    ocherett Автор
    Клавиша включения сети вверх ногами установлена.

    Принципиальной разницы нет. Может разве по нормативам не установлена
    Неужто правда - алюминиевый?

    В даташите указан металло-стеклянный корпус и под словом "металло" как раз и имеется ввиду алюминий! Не верите, сдайте на анализ!
    Что это за "стабилизированый" источник с выходным напряжением 4,5...9,5 В?

    Здесь забыл расписать, что питание выходное подстроил под 9,5В
    На лицевой панели надо написать не загадочные "1:1" и "1:10", а понятные "10 А" и "1 А".

    Здесь стоит обычный делитель! Что здесь писать?
    Почему на схеме два резистора R3?

    Здесь описка. Согласен
    Иван_Похмельев
    Питание устройства происходит от стабилизированного импульсного источника питания напряжением 9,5 В.
    Что это за "стабилизированый" источник с выходным напряжением 4,5...9,5 В?
    Иван_Похмельев
    То ли алюминиевый корпус КТ-9 транзистора КТ827!
    Неужто правда - алюминиевый?

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Опрос
    А Вы знаете, что на сайте оплачиваются отчеты о создании самоделок?

    Последние комментарии

    Все комментарии