Ничего не найдено :(
    В гостях у Самоделкина! » Электроника » Мощная электронная нагрузка своими руками

    Мощная электронная нагрузка своими руками


    Приветствую, Самоделкины!
    Перед вами довольно мощные силовые биполярные транзисторы ТК235-32 с током коллектора аж 32 ампера и силовые диоды ДЧ135-80 на 80А.




    Этих монстров автор YouTube канала «AKA KASYAN» приобрел на местной барахолке, к ним также прилагались соответствующие радиаторы.

    Итак, что же можно сделать использую такие комплектующие? Первое, что приходит на ум - лабораторный линейный блок питания колоссальной мощности. Но такой уже имеется у автора в мастерской, а вот электронная нагрузка большой мощности - прибор гораздо более востребованный в данный момент (ну по крайней мере для автора данной самоделки), поэтому было принято решение сделать своими руками электронную нагрузку используя имеющиеся под рукой детали.

    Для начала давайте пробежимся по основным характеристикам вышеупомянутого устройства. Диапазон регулировки тока буквально от 0 до 80А, кратковременно до 100А, в теории можно снять вплоть до 200А, при условии, что датчики тока (помечены на изображении ниже) будут заменены на более низкоомные.

    Максимальное входное напряжение до 60В, можно и больше, все зависит от напряжения транзисторов.

    Также электронная нагрузка имеет защиту от переполюсовки. Максимальная рассеиваемая мощность составляет порядка 1500-1600Вт. Такое устройство способно нагрузить практически любые источники питания, даже сварочные инверторы ему под силу, но тут важно не превысить максимальную мощность, а она тут, как уже было сказано выше, составляет 1600Вт. При этом стоит отметить, что все 1600Вт в данном случае пойдут на нагрев, так что это достаточно серьезный обогреватель.

    Думаю, вы согласны с тем, что вышеприведенные характеристики действительно внушительные для линейной нагрузки. Токовые нагрузки с похожими параметрами стоят не мало, естественно наша версия будет без особых наворотов.

    Внимание! Стоит сразу отметить несколько моментов во избежание дополнительных вопросов. Во-первых, схемы получилась довольно большой и скорее всего некоторые мелкие детали не будут видны. Схему в хорошем качестве вы найдете в архиве проекта. Также ссылка на скачивание архива находится в описании под оригинальным видеороликом автора.

    Во-вторых, номиналы некоторых элементов схемы могут отличаться от тех что установлены на плате, но устройство будет работать в обоих случаях.

    В-третьих, в схеме были применены наиболее предпочтительные транзисторы TIP142, это составные ключи, которыми просто управлять и драйвер при этом нагреваться почти не будет, но общая мощность нагрузки с указанными на схеме ключами будет меньше, чем в данном случае, так как транзисторы тут применены гораздо более мощные.



    Четвертое. На печатной плате нет посадочных мест для силовых транзисторов и также они отсутствуют и для датчиков тока.


    Также следует обратить внимание на надписи B(VT1), B(VT2) и т.д., эти точки подключаются к базам соответствующих силовых транзисторов.

    Тоже самое касается маркировок E(VT1), E(VT2) и так далее, они подключаются к эмиттерам соответствующих транзисторов.

    Ну и наконец последний, пятый пункт. Отмеченный на изображении ниже резистор задает пределы выходного тока.

    Чем меньше значение данного сопротивления, тем больше ток. Указанный резистор необходимо подбирать.
    Автор провел многочисленные эксперименты с получившимся устройством, чтобы выяснить какую мощность может рассеять транзистор в таком корпусе, максимальный ток коллектора, и как сильно будет нагружен управляющий драйвер при различных значениях тока на силовом транзисторе.

    Испытания прошли успешно, ни один транзистор при этом не пострадал. Опытным путем стало ясно, что заявленные производителем 32А транзисторы держат. Корпус способен рассеять 150Вт, а при наличии вентилятора и все 200Вт.

    Значение 200Вт с каждого транзистора, согласитесь, весьма неплохо. И того на каждый радиатор автор прикрутил, используя термопасту, 4 ключа. Таких радиаторов в данном случае 2 штуки.


    Далее точно таким же образом на каждый радиатор были прикручены по одному 80-амперному диоду. О их назначении позже, а сейчас давайте перейдем к схеме электронной нагрузки.


    По сути, это обыкновенный стабилизатор тока на операционном усилителе. Каждый канал операционного усилителя управляет своим каскадом, а таких каскадов у нас 8 штук.

    Все каскады по факту соединены параллельно, но работа одного не зависит от другого. В эмиттерной цепи каждого транзистора подключен датчик тока в виде 2-ух параллельно включенных низкоомных резисторов мощностью по 5Вт. Значение сопротивления отдельного резистора от 0,1 до 0,22 Ом.


    Операционный усилитель следит за падением напряжения на этом резисторе и сравнивает его с опорным. Далее в зависимости от разницы он увеличивает или уменьшает выходное напряжение, что в свою очередь приводит к открыванию или закрыванию транзистора драйвера, а, следовательно, то же самое происходит и с силовым транзистором.

    Стоит отметить, что приведенная схема работает в линейном режиме, поэтому транзисторы в процессе открыты или закрыты частично, это зависит от выходного напряжения операционного усилителя.

    Чем больше открыт силовой транзистор, тем больше ток в цепи и наоборот. Как уже было сказано выше, вся мощность выделяется в виде тепла на силовых транзисторах и датчиках тока, поэтому, если захотите повторить данный проект, в первую очередь позаботьтесь о хорошем охлаждении данных компонентов схемы. Автор использовал достаточно хорошие алюминиевые радиаторы в виде бруска.

    Теперь давайте перейдем непосредственно к самой плате. Она получилась довольно неплохая. Так как у нас 8 каскадов и количество операционных усилителей должно быть соответствующим, поэтому были использованы микросхемы lm324 в количестве 2-ух штук.

    Отдельно взятая микросхема состоит из 4-ех независимых операционников, именно то, что нужно.

    Рассмотренная схема питается от линейного стабилизатора на 12В. Потребление схемы незначительное, поэтому стабилизатор 7812 в радиаторе не нуждается.

    Как наиболее дешевый доступный и достаточно точный опорный источник - старая добрая tl431.

    Регулировка тока осуществляется вращением переменного резистора:

    Данный резистор по факту изменяет опорное напряжение. А так как мощность нагрузки у нас не маленькая, то был добавлен еще один переменный резистор меньшего сопротивления.


    Первый переменник используется для грубой регулировки, второй соответственно для более плавной. Плата управления нуждается в маломощном источнике питания. Например, ее можно запитать от батареек или аккумуляторов. Такое решение сделает нагрузку полностью автономной.

    Силовые диоды, о которых упоминалось в начале статьи, установлены на входе нагрузки. На них выполнена защита от переполюсовки. Обратное напряжение и ток диода стоит подбирать с двойным запасом. В дальнейшем автор планирует изменить защиту на другую, скорее всего на полевых транзисторах.

    Также в данной конструкции применен мультифункциональный цифровой индикатор на 300В, 100А.

    Теперь настало время силовых испытаний. Нагружать будем вот этот источник питания:


    Это 12В 83А импульсный блок питания. Ток регулируется довольно плавно. Мощность, которую в данный момент рассеивает нагрузка составляет порядка 900Вт.



    Вот так родился на свет еще один монстр, придумать другое название этому зверю довольно трудно, конские радиаторы и силовые ключи, зверская мощность, что ещё нужно для полного счастья. На сегодня это все. Благодарю за внимание. До новых встреч!

    Видеоролик автора:

    Источник (Source)
    Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

    Миниатюрная и простая катушка Тесла своими руками

    Дистанционное отключение звука радиобудильника на время телефонного разговора

    9.5
    Идея
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    10
    Описание
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    7.5
    Исполнение
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    Итоговая оценка: 9.0 из 10 (голосов: 2 / 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
    12 комментариев
    Иван_Похмельев
    Вельзевул, назначение R8 - не допустить открывания выходного транзистора его обратным током. Поэтому его значение выбирают так, чтобы при максимальном по паспорту Iкбо падение на R8 не превышало 0,3...0,4 В. R9 перед дарлингтоном в исходной схеме было, скорее всего, для предотвращения возбуждения. Для "тупых" низкочастотных транзисторов с небольшим h21э этот резистор не нужен.
    Вельзевул
    Иван_Похмельев,
    12 В на выходе нагрузки. Запитал собраную макетку нагрузки от ЛБП 12 Вольтами и его же поставил на выход нагрузки (с ограничением по току, разумеется). Спасибо за пояснения!
    Иван_Похмельев
    Цитата: Вельзевул
    Странно, что при использовании дефолтной схемы транзистор спокойно работает на 2 А выхода при 12 В
    При 12 В где?
    Цитата: Вельзевул
    как я понял через открытый (или приоткрытый) BD139 максимум протечет 12/2200=5 мА.
    Нет. 5 мА - это максимальный ток через R8. На самом деле даже не не 12/2200, а 9/2200.
    Цитата: Вельзевул
    Что для открытия выходного не хватит
    Никак не связано: этот ток в базу не течёт.
    Цитата: Вельзевул
    (при 2 А выхода получим Iб=2/50=40 мА). Получается, оставшиеся 40-5=35 мА текут через саму базу выходного транзистора?
    Всё наоборот: 40 мА течёт в базу выходного транзистора, а из эмиттера предвыходного вытекает 40 мА + ток через R8.
    Вельзевул
    Иван_Похмельев,
    У меня не ТК235, но похожие. Измерил hfe - 50. Т.е. при потолке в 8-10А нагрузки (больше мне не надо) нужно качать до 200 мА в базу выходного транзистора. В принципе, укладываюсь в 1,5 А для BD139. Странно, что при использовании дефолтной схемы транзистор спокойно работает на 2 А выхода при 12 В (дальше не нагружал) - как я понял через открытый (или приоткрытый) BD139 максимум протечет 12/2200=5 мА. Что для открытия выходного не хватит (при 2 А выхода получим Iб=2/50=40 мА). Получается, оставшиеся 40-5=35 мА текут через саму базу выходного транзистора?
    Иван_Похмельев
    Вельзевул,
    1. Для ТК235 R9 вообще не нужен, R8 нужно уменьшать, при наихудшем допустимом для ТК235 значении Iкбо его, возможно, придётся уменьшить до примерно пятидесяти ом.
    2. BD139 работают на пределе, желательно заменить их на более мощные. LM324 тоже работает на пределе допустимой мощности. Короче - всё плохо, запаса никакого.((
    Паспорта ТК235 у меня нет, в справочной литературе параметры несколько отличаются, в худшем случае h21э=8, соответственно в базу ему надо качать 1,25 А. Реальные транзисторы могут иметь и лучшие параметры, но придётся подбирать резисторы, задающие режим, индивидуально под каждый прибор.
    Чтобы избежать всего этого геморроя надо применить указанные на исходной схеме TIP142. Правда, при этом выходной ток на каскад должен быть не более 8 А.
    Вельзевул
    Иван_Похмельев,
    1) Если поменять TIP142 на другие транзисторы (с большим током, но меньшим коэфф. усиления) - необходимо подбирать номиналы резисторов R8 и R9 для линейной работы нового транзистора? Или еще нужно что-то менять?
    2) Почему у автора сильно греются BD139 (драйверы выходных транзисторов ТК235)? Неужели для работы ТК235 нужны такие большие токи для управления в линейном режиме?
    Иван_Похмельев
    Цитата: Гость Vladimir
    чем плох вариант с параллельным включением транзисторов, снимая информацию о токе с тех же резисторов 0,1Ом суммируя токи на одном ОУ?

    Будет неравномерное распределение тока по транзисторам. Даже если подобрать пары транзисторов по h21э, что тоже занятие забавное, то никто не отменял температурные зависимости. Смысла в этом никакого, поскольку ОУ стоят копейки.
    Гость Vladimir
    Здравствуйте, чем плох вариант с параллельным включением транзисторов, снимая информацию о токе с тех же резисторов 0,1Ом суммируя токи на одном ОУ? Думаю что если из диодов на выходе сделать мост и в диагональ включить транзисторы, можно нагружать переменку (я сделал именно так!!!). С Уважением, Владимир...
    maksat
    klass
    Иван_Похмельев
    Перед вами довольно мощные силовые биполярные транзисторы ТК235-32 с током коллектора аж 32 ампера и силовые диоды ДЧ135-80 на 80А.
    Этих монстров автор YouTube канала «AKA KASYAN» приобрел на местной барахолке, к ним также прилагались соответствующие радиаторы.
    Итак, что же можно сделать использую такие комплектующие?
    Действительно, что же из них можно сделать? Ответа на этот вопрос автор не даёт, поскольку
    в схеме были применены наиболее предпочтительные транзисторы TIP142
    . Однако схема не соответствует фотографиям.
    ТК235-32 и TIP142 - абсолютно разные по параметрам транзисторы. Применить в приведённой схеме ТК235-32 вместо TIP142 не получится без переработки схемы.
    EandV
    Пробовал собирать несколько линейных схем от него. Чтобы нормально работало приходилось номиналы некоторых компонентов подбирать/рассчитывать заново, т.к. с указанными на схемах как-то криво работало.
    ino53
    То, что AKA KASYAN, мягко выражаясь, не всегда добросовестный автор, пишут многие, а зачем это ему, есть ссылочка.
    бабло

    Привет, Гость!


    Зарегистрируйтесь

    Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

    Войти

    Добавьте самоделку

    Добавьте тему

    Онлайн чат

    Опрос
    А Вы уже рассказали на сайте о своей самоделке?

    Последние комментарии

    Все комментарии