» » » 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

6.7
Идея
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
6.7
Описание
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
6.3
Исполнение
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
Итоговая оценка: 6.56 из 10 (голосов: 3 / История оценок)
Чтобы написать комментарий необходимо войти на сайт через соц. сети (или зарегистрироваться):
Обычная регистрация
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
12 комментариев
  1. LeoBrynn
    Ампервольтметр заказывал на китайском сайте в виде готового встраиваемого модуля.

    И где ссылка?
    LeoBrynn
  2. Nruter
    Почему на схеме два резистора R3? И как цепь R4C4 может подавлять самовозбуждение транзистора, если такой цепи вообще нет?
    1. LeoBrynn
      да отстойная тема. сорри. Блок от компа берешь и контроллер к нему. все.
      LeoBrynn
      1. Иван_Похмельев
        Изделие как раз нормальное. А "отстой", выражаясь по-Вашему, - Ваше необоснованное предложение. Как Вы себе это представляете?
    2. Иван_Похмельев
      И регулятор на "морде" прибора нарисован наоборот.
  3. Иван_Похмельев
    Цитата: LeoBrynn
    И где ссылка?
    В данном случае отсутствие ссылки не критично, так как приборчик вполне стандартный и выпускаемый массово. А вот схему его подключения надо было привести, а заодно рассказать, рссматривался ли вариант использования в качестве токосъёма шунта амперметра.
  4. Иван_Похмельев
    Мощность R1 должна быть не менее 10 Вт, а лучше - больше. А на крышке прибора надо привести графики ОБР транзистора, раз уж нет защиты от превышения по мощности. Графиков надо два - стандартный (для кратковременного режима) и для долговременной работы (с учётом площади радиатора).
    На лицевой панели надо написать не загадочные "1:1" и "1:10", а понятные "10 А" и "1 А".
  5. Иван_Похмельев
    Клавиша включения сети вверх ногами установлена.
  6. Иван_Похмельев
    То ли алюминиевый корпус КТ-9 транзистора КТ827!
    Неужто правда - алюминиевый?
  7. 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?
  8. 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
  9. 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.

Добрый день, Гость!


Зарегистрируйтесь

Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

Войти

А затем...

Добавьте самоделку

Или...

Добавьте тему

Онлайн чат

Опрос
Сколько по времени, чаще всего, Вы делаете самоделку?

Последние комментарии

Пусть это не рогатка,но отличное метательная проспособа.Всё равно здорово.Можно гаечку метнуть,шарик от подшипника, а можно и приманку на рыбалке.Какова фантазия столько способов применения,а...
"делая ненужным применение химии от болезней" - а зонтик защитит автора от рака?...
Станок это нужная вещь, особенно при большом количестве отверстий! Кроме того сверла из твердосплавного материала очень хрупкие и при малейшем перекосе могут поломаться, поэтому здесь станок выгоднее...
В шуруповёрте обороты поменьше, чем в дрели будут! И мощность...И крутящий момент......
Там есть возможность использовать обычную ножовку...))) Быстрее будет....
Все комментарии