Электронная нагрузка на lm358: Электронная нагрузка на lm358

Электронная нагрузка на микросхеме LM358 и транзисторах КТ818

Зачастую с проблемой поиска нужной нагрузки сталкиваются те радиолюбители, которые изучают силовую электронику. Проверяя выходные характеристики того или иного блока питания, будь он самодельный или промышленный, необходима нагрузка с возможностью регулировки. Самым простым решением этой проблемы является использование учебных реостатов, ламп, мощных керамических резисторов, автомобильных ламп и нихромового нагревательного элемента. В этих случаях регулировка тока значительно ограничена (в случае с реостатом) или же вовсе невозможна.

В электронной нагрузке вся мощность выделяется на силовых элементах – транзисторах. Такой вариант можно сделать на любую мощность, и они гораздо универсальнее, чем обычный реостат. Профессиональные лабораторные электронные нагрузки стоят кучу денег.

Теперь давайте разберем схему, составные элементы которой я взял здесь и адаптировал под имеющиеся у меня детали.

Цепь защиты составлена из плавкого предохранителя FU1 и диода VD1. Нагрузка выполнена на четырех транзисторах КТ818. У них приемлемые характеристики по току и рассеиваемой мощности, а также они сравнительно дешевые и широко распространены. Управление VT5 на транзисторе КТ815, а стабилизация на операционном усилителе LM358. Амперметр, показывающий ток, проходящий через нагрузку, я установил отдельно. Поскольку если амперметром заменить резисторы R3 и R4, то будет теряться часть тока, который потечет через VT5 и показания будут занижены. А судя по тому, как нагреваются КТ815, ток через них протекает приличный. Я даже подумываю, что между эмиттером VT5 и землей надобно поставить еще одно сопротивление на 50…200 Ом.

Отдельно надо рассказать о цепи R10…R13. Так как регулировка происходит не линейно, необходимо брать одно переменное сопротивление в 200…220 кОм с логарифмической шкалой, либо ставить два переменных резистора, которые обеспечивают плавное регулирование во всем диапазоне. При чем R10 (200кОм) регулирует ток от 0 до 2.5А, а R11 (10 кОм) при выкрученном в ноль R10 регулирует ток от 2.5 до 8 А. Верхний предел тока устанавливается резистором R13. При настройке будьте осторожны, если напряжение питания случайно попадет на третью ногу операционного усилителя, КТ815 открывается полностью, что с большой вероятностью приведет к выходу из строя всех силовых транзисторов.

Казалось бы, при таких мощных транзисторах, которые выдерживают до 80 вольт и 10 А, суммарная мощность должна быть не менее 3 кВт. Но, так как мы делаем «кипятильник» и вся мощность источника уходит в тепло, то ограничение накладывается показателем рассеиваемой мощности транзисторов. По даташиту она всего лишь 60 Вт на один транзистор, а с учетом того, что теплопроводность между транзистором и радиатором не идеальна, то фактическая рассеиваемая мощность и того меньше. И поэтому чтобы хоть как-то улучшить теплоотвод я прикрутил транзисторы VT1…VT4 непосредственно к радиатору без прокладок на теплопроводную пасту. При этом мне пришлось сделать специальные накладки на радиатор, чтобы он не замыкал на корпус.

К сожалению, у меня не было возможности протестировать работу устройства во всем диапазоне напряжений. Но при 22V 5A нагрузка работает стабильно и не перегреваясь. Однако, как говорится, в бочке меда есть и ложка дегтя. Из-за недостаточной площади имевшегося у меня радиатора, при нагрузке более 130 ватт, через какое-то время (3…5 минут) транзисторы начинают перегреваться. Поэтому если будете собирать подобную схему, берите радиатор как можно большей площади и обеспечите ему надежное принудительное охлаждение в виде вентилятора.

Стоит особо подчеркнуть, что обязательно при наладке ставьте резистор R13 не менее 10 кОм. Потом по мере понимания, какой ток вам нужен, уменьшайте это сопротивление. 

Самодельная электронная нагрузка на ОУ с ООС для проверки, тестирования блока питания.

Предлагаю вашему вниманию ознакомится с такой достаточно полезной схемой как электронная нагрузка, которая имеет возможность управлять силой тока, идущего через ее силовые, нагрузочные элементы. В этой схеме таковыми являются мощные биполярные транзисторы. Я поставил КТ8229, имеющие мощность 125 ватт и ток в коллекторной цепи до 25 ампер. То есть, подключая такие транзисторы параллельно друг другу и ставя их на достаточный радиатор с хорошим охлаждением можно их эмиттерно-коллекторный переходы использовать как нагрузочное сопротивление.

Мы на силовой транзисторный переход просто подсоединяем плюс и минус тестируемого источника питания. Когда операционный усилитель на выдает достаточное напряжение и ток на базу первого транзистора, силовые каскады находятся в закрытом состоянии и их внутреннее электрическое сопротивление бесконечно большое. Естественно, ток не течет по цепи. Постепенно мы начинаем переменным резистором изменять положение ползунка, что вызывает увеличение тока и напряжения на выходе операционника. И тут транзисторы начинают постепенно открываться, уменьшая свое внутреннее сопротивление. Чем больше мы выкрутим переменный резистор, тем меньшее сопротивление получим на силовых переходах мощных транзисторов.

Думаю сам смысл и задумка электронной нагрузки ясна. Пару слов о самих узлах этой схемы. Ну про силовые транзисторы уже сказал. Если не хватает мощности этой самодельной регулируемой электрической нагрузки, для постоянного тока, то мы просто увеличиваем количество транзисторных каскадов. Самый первый транзистор серии КТ817 нужен для предварительного усиления тока. Как известно, величина выходного тока на операционных усилителях достаточно мала. А для полного открытия транзистора КТ8229 и пропускания через себя все 25 ампер нужен входной ток базы до 5 ампер. Вот и получается, предварительный транзистор с большим коэффициентом усиления слабый выходной сигнал ОУ доводит до нужной величины для открытия мощных транзисторных каскадов.

Если не использовать ОУ, а просто на вход первого транзистора подсоединить переменное сопротивление, то схема будет работать очень нестабильно. На ее выходной ток будет влиять плавающее напряжение сети, различные скачки тока и напряжения, изменяющаяся температура самих транзисторов и т.д. Операционный усилитель имеет отрицательную обратную связь, что позволяет в большой степени убрать все эти негативные факторы и сделать регулируемый ток нагрузки стабильным. Поскольку ОУ хорошо работает при стабильном напряжении питания, то для него собрана простая схема стабилизатора напряжения на микросхема LM317. На входе стабилизатора 15 вольт, что идут от простого трансформаторного блока питания, а на выходе мы имеет стабильные 12 вольт.

Блок питания можно использовать маломощный, около 3-4 ватт. Поскольку сама схема ОУ, цифровой индикатор потребляют всего 30 мА, ну и плюс к этому ток питания охлаждающего вентилятора, который обычно лежит в пределах 200 мА. Я ранее сказал, что для базового перехода мощных транзисторов нужен ток до 5 ампер, а на схеме используется маломощный БП. Почему так? А основная часть тока, задействованная для работы мощных транзисторов берется от проверяемого блока питания, что позволяет сильно экономить мощность внутреннего блока питания на самой схеме электронной нагрузки. То есть, все маломощные цепи мы питаем от внутреннего БП, а все мощные цепи мы уже запитываем от внешнего БП.

При работе силовые транзисторы будут очень сильно греться, поэтому их нужно установить на радиаторе с вентилятором. Я для своей схемы поставил обычный радиатор, что взял от компьютерного процессора. На вентилятор я поставил выключатель. Если блок питания тестируется на небольших токах и малое время, то охлаждающий вентилятор можно и не включать, а вот когда мы проверяем БП на значительных токах и продолжительное время, то без кулера не обойтись

На схема регулируемой электронной нагрузки имеется подстроечный резистор, стоящий между минусом питания и 3-й ножкой ОУ. Им можно задавать степень максимального и минимального открытия силовых транзисторов. Просто вовсе не обязательно, чтобы при полном открытии мощных транзисторов их внутреннее сопротивление было меньше одного ома. Можно поставить минимальный предел на 5-10 ом. Ну, а переменными резисторами мы изменяем силу тока самой электронной нагрузки от максимального значения до минимального. Причем резисторов два, один для грубой настройке тока, а второй для точной.

В моей схеме стоит обычный Китайский цифровой вольтметр-амперметр. Пределы его измерений до 100 вольт и до 10 ампер. Если ваша электронная нагрузка должна работать с токами более 10 ампер, тогда и этот индикатор тока и напряжения нужно поставить соответствующий. Такие измерительные модули могут питаться от 4 до 28 вольт постоянного тока. Они достаточно надежны, точны, компактны. В них имеются подстроечные резисторы, которыми можно корректировать параметры измерения.

В целом эта схема регулируемой электронной нагрузки весьма хороша, имеет высокую стабильность, можно сделать ее с небольшими размерами, удобно, когда на передней панели сразу можно видеть и силу тока и падение напряжения тестируемого блока питания. Устройство проверено, доработано, полностью работоспособно.

P.S. Если вы решили не покупать низкоомные резисторы, стоящие в цепи эмиттеров мощных транзисторов, а намотать их сами, то стоит учесть следующее. Лучше мотать провод не обычный способом (намотка в одну сторону), а взять, сложить провод вдвое, концы припаять к каркасу (подходящий резистор), и начать мотать сразу двойным проводом, до этого сложенным вдвое. Что это нам даст? При обычной намотке мы получаем и резистор и индуктивность, что может отрицательно влиять на работу схемы. Когда же мы делаем намотку вторым способом, то индуктивность сводится к нулю, магнитные поля сами себя компенсируют. Тем самым мы получаем просто активное низкоомное сопротивление.

Схема регулируемой электронной нагрузки на операционном усилителе с ООС, вольтметром и амперметром.

Предлагаю для рассмотрения весьма достойную схему относительно простой электронной (электрической, для постоянного тока) нагрузки с плавной регулировкой своего внутреннего сопротивления и силы тока, что проходит через нее. В первую очередь эта, так сказать искусственная электронагрузка будет полезна для тех, кто занимается сборкой и ремонтом различных блоков питания. Ведь для тестирования реальных характеристик мощности, номинальной и максимальной силы тока и падения напряжения достаточно воспользоваться этой схемой. Мы подключаем проверяемый блок питания к выводам этой нагрузки и постепенно уменьшить внутреннее сопротивление, что увеличивает ток, протекающий через нагрузку, тем самым на цифровом индикаторе действительные знания тока и возникающее при этом падение напряжения.

Ну, а теперь о самой этой электрической схеме регулируемой электронной нагрузки. Итак, основными и главными элементами схемы являются силовые биполярные транзисторы большой мощности. Для схемы я использовал КТ8229, поскольку они просто у меня были под рукой, хотя вместо них можно поставить любые другие, с похожими характеристиками. Мощность этого транзистора 125 Вт. Максимальная сила тока, которую он может пропустить через свой эмиттер-коллекторный переход равна до 25 ампер. В схеме, как мы видим стоит два таких транзистора, соединенных относительно друг друга параллельно. Тем самым мы увеличиваем общую мощность электрической схемы регулируемой электронной нагрузки (устройства для проверки блоков питания на максимальный ток) в два раза. Если нам этого мало, то можно добавить еще несколько каскадов таким же способом.

Дело в том, что у подобных биполярных транзисторов (имеющие большую мощность) есть один нюанс, а именно они обладают малым коэффициентом усиления. Допустим у нашего КТ8229 он равен от 15 до 25 всего лишь. То есть, он способен при своей большой мощности усилить входной сигнал только где-то в 20 раз. По справочным данным известно, что для того чтобы получить на выходе транзистора максимальный его ток (25 ампер), нужно через база-эмиттерный переход пропустить аж 5 ампер. Микросхема операционного усилителя не способна обеспечить мощному транзистору такой большой ток. Для решения этой проблемы перед силовыми транзисторными каскадами поставлен еще один, менее мощный биполярный транзистор типа КТ817.

У КТ817 коэффициент усиления больше, чем у КТ8229, хотя он менее мощный. И тот небольшой сигнал, который мы имеем с выхода микросхемы ОУ КТ817 усиливает до единиц ампера, а КТ8229 уже до десятков ампера. Естественно, для более мощных схем (с большим количеством каскадов мощных транзисторов) нужно поставить вместо КТ817 более мощнее или даже сделать составной транзистор.

Это что касалось силовой части схемы самодельной электронной нагрузки, собираемой своими руками, теперь поговорим про управляющие цепи. Силовыми транзисторами управляет микросхема операционного усилителя, имеющая отрицательную обратную связь по току. Зачем это нужно? Дело в том, что если пойти по самому простому пути и на базу первого транзистора для управления поставить простой делитель напряжения в виде переменного резистора, то схема работать также будет. Но в этом случае она будет крайне не стабильна в регулируемой, выходном токе. Ведь при скачках и плавании напряжения, изменении температуры транзисторов сила тока также будет постоянно меняться. Для нормального проведения тестирования блока питания это не годится. Нужна стабильность.

Схема операционного усилителя с ООС снимает часть тока с эмиттера силовых транзисторов, сравнивает его со своим опорным значением и вводит нужную коррекцию на своем выходе. В результате мы имеем достаточно точную и стабильную регулировку тока, который протекает через мощные биполярные транзисторы. В схема на операционном усилителе переменными резисторами (которых два, соединенных последовательно, один для грубой регуляции тока, второй для более точной) изменяется величина внутреннего сопротивления мощных транзисторов. Подстроечным резистором, что стоит между минусом питания и третьим выводом микросхемы ОУ, можно управлять границей полного открытия силовых транзисторов.

Микросхема ОУ для своей нормальной работы нуждается в стабильном питающим напряжении. Для этого в схеме использован простой и качественный стабилизатор напряжения, собранный на LM317. Напряжение на выходе стабилизатора равно 12 вольтам. Перед стабилизатором стоит обычный трансформаторный блок питания, состоящий из трансформатора, диодного моста и фильтрующего конденсатора электролита. На выходе БП постоянное напряжение величиной 15 вольт. Схема ОУ может питаться от 9-15 вольт. Мощность блока питания, питающего схемы, небольшая, около 4 Вт (схема потребляет ток до 30 мА, плюс еще ток охлаждающего вентилятора где-то 150 мА).

В схеме стоит цифровой вольтметр и амперметр. Это обычный Китайский модуль, измеряющий и показывающий величину силы постоянного тока и напряжения. То есть, при тестировании блока питания мы сразу будем видеть на цифровом индикаторе, какой именно ток протекает через электронную нагрузку. Ну и будем видеть имеющееся падение напряжения, что позволит нам судить о мощности БП.

Поскольку через силовые транзисторы будет протекать достаточно большой ток, который будет рассеиваться в виде тепла, то естественно эти транзисторы нужно установить на охлаждающем радиаторе. Более того, блоки питания порой приходится проверять на длительный максимальный ток, что будет перегревать даже радиатор. Для таких режимов тестирования нужно в схеме предусмотреть еще и охлаждающий вентилятор, что должен быть поставлен на радиатор. Для схем регулируемой электронной нагрузки, сделанной своими руками, с токами тестирования до 10 ампер, можно для охлаждения транзисторов взять обычный радиатор с вентилятором от компьютера, тот что обычно устанавливается на процессор.

Видео по этой теме:

P.S. Эта схема самодельной регулируемой электрической нагрузки для проверки блоков питания с постоянным током полностью работоспособна. Была мной собрана и опробована. В изначальную схему были добавлены более подходящие компоненты. В итоге схема нормально стала работать. Она имеет хорошие характеристики, высокую стабильность регулируемого тока, большую точность измеряемого тока и напряжения. Так что, если вам нужна такая вот схема, то советую ее собрать.

Регулируемая электронная нагрузка для проверки блока питания. Схема

Эта простая схема электронной нагрузки может быть использована для тестирования различных видов блоков питания. Система ведет себя как резистивная нагрузка с возможностью регулирования.

С помощью потенциометра мы можем зафиксировать любую нагрузку от 10мА до 20А, и такое значение будет поддерживаться независимо от падения напряжения. Величина тока непрерывно отображается на встроенном амперметре — поэтому нет необходимости для этой цели использовать сторонний мультиметр.

Схема регулируемой электронной нагрузки

Схема настолько проста, что практически любой желающий может собрать ее, и думаю, она будет незаменима в мастерской каждого радиолюбителя.

Операционный усилитель LM358 делает так, чтобы падение напряжения на R5 было равно значению напряжения заданного с помощью потенциометров R1 и R2. Потенциометр R2 предназначен для грубой подстройки, а R1 для точной.

Резистор R5 и транзистор VT3 (при необходимости и VT4) необходимо подобрать соответствующими максимальной мощности, которой мы хотим нагрузить наш блок питания.

Силиконовый коврик для пайки

Размер 55 х 38 см, вес 800 гр….

Подбор транзистора

В принципе подойдет любой N-канальный MOSFET транзистор. От его характеристики будет зависеть рабочее напряжение нашей электронной нагрузки. Параметры, которые должны заинтересовать нас — большой Ik (ток коллектора) и Ptot (рассеиваемая мощность). Ток коллектора — это максимальный ток, который может пустить через себя транзистор, а рассеиваемая мощность — это мощность, которую транзистор может отвести в виде тепла.

В нашем случае транзистор IRF3205 теоретически выдерживает ток до 110А, однако его максимальная мощность рассеивания около 200 Вт. Как нетрудно подсчитать, максимальный ток 20А мы можем задать при напряжении до 10В.

Для того чтобы улучшить эти параметры, в данном случае используем два транзистора, что позволит рассеивать 400 Вт. Плюс ко всему нам будет нужен мощный радиатор с принудительным охлаждением, если мы действительно собираемся выжать максимум.

Транзисторы BC327 и BC337 — повторители для MOSFET транзисторов, предназначены для обеспечения быстрой перезарядки затвора. Конденсатор С1 предназначен для подавления возбуждений (при тестировании импульсных БП).

Подбор резистора

При нагрузке 20А, резистор R5 должен иметь мощность 40 Вт и хорошо охлажден (20 A * 0,1 Ом = 2 В; 2 В * 20 A = 40 Вт). Лучше использовать резистор в металлическом корпусе с возможностью установки на радиатор. Можно также соединить параллельно несколько резисторов так, чтобы получить соответствующую мощность и сопротивление.

Напряжение питания схемы – нестабилизированное 15В, хотя оно зависит от параметра Vgs (напряжение затвора) нашего транзистора, при котором он полностью откроется. Как правило, не нужно больше 10В. Поскольку при более высоком напряжении стабилизатора DA1 должен быть оснащен радиатором.

Можно использовать транзисторы (VT3 и VT4)  с логическим уровнем управления, то есть такой, который управляется напряжением TTL. Тогда напряжение питания в 7В будет достаточно. На этом заканчивается описание основной части электронной нагрузки.

При желании в схему можно добавить амперметр, но это не обязательно. Тем не менее, дополнив схему амперметром мы освободим свой мультиметр, который будет необходим для настройки. Измерительный блок выполнен на популярной микросхеме ICL7107 и четырех 7-сегментных светодиодных индикаторов по классической схеме.

Настройка

Перед использованием нужно откалибровать показания нашего амперметра. Для этого подключаем электронную нагрузку к блоку питания и в разрыв цепи включаем мультиметр (диапазон 10А). После прогрева схемы, потенциометром R9 устанавливаем такое же показание, как на мультиметре.

Другие области применения устройства

Регулируемая электронная нагрузка подойдет не только для тестирования блоков питания. Устройство также может быть использовано для тестирования батарей, аккумуляторов. С помощью его удобно измерять и рассчитывать емкость за счет стабилизации тока, который всегда будет поддерживаться на заданном уровне.

Источник

Электронная нагрузка

Устройство заменяет нагрузку в виде набора постоянных или переменных резисторов и поможет при испытании и налаживании блоков питания.

Выбор силового транзистора зависит от того какой максимальный ток нагрузки вы желаете получить, соответственно подбирается измерительная головка и шунт. Допустимо использовать параллельное включение силовых транзисторов, при этом нагрузка на каждый из них уменьшиться, а общий ток увеличиться.


Испытуемый блок питания подключается к входным клеммам и резистором R2 выставляется желаемый ток.
Конструкцию можно выполнить навесным монтажом в любом подходящем корпусе, например от компьютерного блока питания, с вентилятором для обдува радиатора.

Основные параметры транзистора TIP36. Datasheet

Pc max

Ucb max

Uce max

Ueb max

Ic max

Tj max, °C

Ft max

Cc tip

Hfe

90W

80V

40V

5V

25A

150°C

3MHz

20/100

 

Общий вид

транзистора TIP36.

Цоколевка

транзистора TIP36.

Обозначение контактов:
Международное: C — коллектор, B — база, E — эмиттер.
Российское: К — коллектор, Б — база, Э — эмиттер.


Источник: http://www.cqham.ru/ 

————————————————————

Улучшенная схема электронной нагрузки с плавной регулировкой тока.
В качестве нагрузочного элемента здесь применен мощный полевой транзистор, обеспечивающий значительные преимущества по сравнению с традиционно используемыми для этой цели громоздкими реостатами. Однако в процессе испытаний нагрузочные элементы нагреваются, и температурный дрейф их параметров затрудняет проведение испытаний.
В предлагаемом 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.
С помощью эквивалента нагрузки можно проверять не только стабилизированные и нестабилизированные блоки питания, но и батареи (гальванические, аккумуляторные, солнечные и т. д.).


Схема эквивалента нагрузки показана на рис. 1.

По принципу работы это — источник тока, управляемый напряжением (ИТУН). Эквивалент нагрузки — мощный полевой транзистор IRF3205, который выдерживает ток до 110А, напряжение до 55V и рассеиваемую мощность до 200W. Резистор R1 — датчик тока. Резистором R5 изменяют ток через резистор R2 и соответственно напряжение на нем, которое равно Uпит = R2/(R2+R3+R5), где Uпит — напряжение питания. На ОУ DA1.1 и транзисторе VT1 собран усилитель с отрицательной обратной связью с истока этого транзистора на инвертирующий вход ОУ. 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. Поэтому резистором R5 регулируют напряжение на резисторе R2 и соответственно ток через нагрузку (транзистор VT1), равный Uпит = R2/[R1(R2+R3+R5)]. Пока ОУ находится в линейном режиме, указанное значение тока через транзистор VT1 не зависит ни от напряжения на его стоке, ни от дрейфа параметров транзистора при его разогреве. Цепь R4C2 подавляет самовозбуждение транзистора и обеспечивает его устойчивую работу в линейном режиме. Для питания устройства необходимо напряжение 9…12V, которое обязательно должно быть стабильным, поскольку от него зависит стабильность тока нагрузки. Ток, потребляемый устройством, не превышает 10 мА.

 
Рис.2 Конструкция и детали.

В устройстве использованы детали для поверхностного монтажа, размещенные на печатной плате (рис. 2) из фольгированного стеклотекстолита, которая вместе с транзистором установлены на теплоотводе. Транзистор прикрепляют к теплоотводу винтом. Плату допустимо приклеить к теплоотводу для большей механической прочности. При изготовлении теплоотвода в виде пластины его площадь должна быть не менее 100….150 см2 на 10 Вт рассеиваемой мощности. Для повышения эффективности при длительных испытаниях желательно применить вентилятор. Резистор R1 составлен из девяти сопротивлением по 0,1 Ом (мощностью 1 Вт), включенных параллельно и последовательно, как показано на рис. 2. Остальные постоянные резисторы — типоразмера 1206 и мощностью 0,125 Вт. Переменный резистор R5 -СПО, СП4. Конденсатор — С2 К10-17В, остальные — танталовые.

Вместо компонентов для поверхностного монтажа можно применить обычные, но тогда топологию печатной платы придется немного изменить. Номинальное напряжение конденсатора С1 должно быть не меньше напряжения проверяемого источника. Конденсатор С2 следует установить непосредственно на выводах транзистора VT1.
В устройстве применен ОУ LM358AM в случае использования других ОУ следует иметь в виду, что его питание в этом устройстве однополярное, поэтому он должен быть работоспособен при нулевом напряжении на обоих входах. Заменяя полевой транзистор, будьте внимательны: для этого устройства подходит большое число транзисторов фирмы IR, но некоторые из них могут работать неустойчиво. При отсутствии полевого можно применить составной биполярный транзистор структуры n-p-n с коэффициентом передачи тока не менее 1000 и соответствующим током коллектора, например, КТ827А—КТ827В. Выводы такого транзистора подключают соответственно: затвор — база, сток — коллектор, исток — эмиттер.

В этом случае сопротивление резистора R4 надо уменьшить до 510 Ом. Сильноточные цепи выполняют проводом соответствующего сечения.

Устройство не требует налаживания. Проверяемый источник питания с напряжением от 3 до 35V подключают к устройству с соблюдением полярности. Для уменьшения минимального значения напряжения контролируемого источника питания следует пропорционально уменьшить сопротивление резисторов R1 и R2. Ток, потребляемый эквивалентом нагрузки, регулируют резистором R5. Интервал регулировки тока при указанных на схеме номиналах элементов и напряжении питания 12V равен 0,5… 11А. Для уменьшения минимального значения тока можно ввести дополнительный переключатель, с помощью которого параллельно резистору R2 подключают резистор сопротивлением 100 Ом. В этом случае минимальное и максимальное значения тока уменьшатся в 10 раз.

Источник: журнал «Радио» №1 2005


 Электронный предохранитель

Электронный предохранитель, осуществляет эффективную защиту в цепях электропитания с напряжением до 45V. Номиналы деталей приведены в таблице для разных токов срабатывания предохранителя. 

I макс (A) R1 (Ом) R2 (Ом) VT1 VT2 VT3
5 100 0,12 2N1613 2N3055 BC148
0,5 1000 1 BC107 2N1613 BC148
0,1 4700 4,7 BC107 2N1613 BC148

Источник: http://gete.ru/

—————————————————-
  
Еще один вариант решения проблемы защиты блока питания от короткого замыкания (КЗ) в нагрузке, это включение последовательно с нагрузкой полевого транзистора со встроенным каналом.
В транзисторах такого типа на вольтамперной характеристике есть участок, на котором ток стока не зависит от напряжения между стоком и истоком. Поэтому на этом участке транзистор будет работает как стабилизатор или ограничитель тока.

  
Рис.1

Схема подключения транзистора к блоку питания показана на Рис.1, а вольтамперные характеристики транзистора для различных сопротивлений резистора R1 — на Рис.2.
Работает защита следующим образом. Если сопротивление резистора равно нулю (т. е. исток соединен с затвором), а нагрузка потребляет ток около 0,25А, то падение напряжения на полевом транзисторе не превышает 1,5V, и практически на нагрузке будет все выпрямленное напряжение. При появлении же в цепи нагрузки КЗ ток через выпрямитель резко возрастает и при отсутствии транзистора может достичь нескольких ампер. Транзистор ограничивает ток короткого замыкания на уровне 0,45…0,5А независимо от падения напряжения на нем. В этом случае выходное напряжение станет равным нулю, а все напряжение упадет на полевом транзисторе. Таким образом, в случае КЗ мощность, потребляемая от источника питания, увеличится в данном примере не более чем вдвое, что в большинстве случаев вполне допустимо и не отразится на «здоровье» деталей блока питания.
  
Рис. 2

Уменьшить ток короткого замыкания можно увеличением сопротивления резистора R1.
Нужно выбирать такой резистор, чтобы ток короткого замыкания был примерно вдвое больше максимального тока нагрузки.
   Подобный способ защиты особенно удобен для блоков питания со сглаживающим RC-фильтром — тогда полевой транзистор включают вместо резистора фильтра (пример показан на рис. 3).
   Поскольку во время КЗ на полевом транзисторе падает почти все выпрямленное напряжение, его можно использовать для световой или звуковой сигнализации. Вот, к примеру, схема включения световой сигнализации — рис.7. Когда с нагрузкой все в порядке, горит светодиод HL2 зеленого цвета. При этом падения напряжения на транзисторе недостаточно для зажигания светодиода HL1. Но стоит появиться КЗ в нагрузке, как светодиод HL2 гаснет, но зато вспыхивает HL1 красного свечения.
  
Рис. 3

Резистор R2 выбирают в зависимости от нужного ограничения тока КЗ по высказанным выше рекомендациям.
   Схема подключения звукового сигнализатора приведена на рис. 4. Его можно подключать либо между стоком и истоком транзистора, либо между стоком и затвором, как светодиод HL1.
   При появлении на сигнализаторе достаточного напряжения вступает в действие генератор ЗЧ, выполненный на однопереходном транзисторе VT2, и в головном телефоне BF1 раздается звук.
   Однопереходный транзистор может быть КТ117А — КТ117Г, телефон — низкоомный (можно заменить динамической головкой небольшой мощности).

  
Рис. 4

Для слаботочных нагрузок в блок питания можно ввести ограничитель тока КЗ на полевом транзисторе КП302В. При выборе транзистора для других блоков следует учитывать его допустимую мощность и напряжение сток — исток.
   Конечно, подобную автоматику можно ввести и в стабилизированный блок питания, не имеющий защиты от КЗ в нагрузке.

Источник: журнал «Радио» №7, 1989 г., стр.78
——————————————————————————————-

Электронная нагрузка своими руками. Схема и описание

Иногда бывает полезно иметь регулируемую электронную нагрузку для тестирования источников питания, преобразователей, зарядных устройств и т. д.

У меня была старая версия электронной нагрузки которая мне не очень подходила. Поэтому я решил построить новую, более современную и с большим количеством функций, чем просто регулируемый резистор.

Принципиальная схема электронной нагрузки

В качестве основного компонента нагрузки выбран имеющийся в наличии транзистор IRFP150 (Т1).

Его основные параметры:

  • UDSS = 100 В
  • RDS (on) = 0,055 Ом
  • ID = 41 A
  • PD при 25° C = 230 Вт

Хотя для моих целей он довольно мощный, но, по крайней мере, он будет надежным. Отвод тепла транзистора осуществляется с помощью старого радиатора от компьютерного процессора.

Я тестировал мощность в 120 Вт, при этом температура транзистора T1 составляла 62° C. Думаю, у него еще есть запас, при 100° C он допускает ID до 29 A.

Работа электронной нагрузки заключается в следующем:

Половина операционного усилителя OZ1 (LM358) работает как компаратор, который сравнивает падение напряжения, вызванное прохождением тока по силовому резистору R1, с напряжением, установленным потенциометр P1 и делителем напряжения на резисторах R4, R5.

Нагрузка имеет два режима работы, выбираемых переключателем (I/R)- постоянный ток и постоянное сопротивление.

В режиме постоянного тока опорное напряжение для компаратора получается из стабилизированного напряжения питания. Независимо от величины входного напряжения, нагрузка будет пытаться поддерживать установленный ток, уменьшая или увеличивая свое сопротивление.

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

В режиме постоянного сопротивления опорное напряжение определяется напряжением на нагрузке. Увеличение напряжения на нагрузке также увеличивает опорное напряжение и, следовательно, ток нагрузки.

Вторая половина операционного усилителя OZ1 работает как генератор с частотой, задаваемой R8, P2 и C4 (20 Гц-220 Гц). Нагрузку можно переключить на непрерывный или импульсный режим работы.

В импульсном режиме выход генератора через диод соединен с инвертирующим входом OZ1. Каждая положительная половина импульса вызывает замыкание транзистора T1 и, таким образом, отключает нагрузку.

Импульсный режим подходит, например, для проверки поведения максимальной токовой защиты источника питания. Некоторые ведут себя совершенно некорректно, когда после срабатывания КЗ напряжение на какое-то время улетает до максимального значения вне зависимости от настройки. С помощью осциллографа и этой функции это поведение можно легко проверить.

Операционный усилитель OZ2 работает как тепловая защита, в нем используется обычный термистор NTC R21. Точный тип не знаю, его сопротивление 1,2 кОм при 25° C и 100 Ом при 100° C. При срабатывании защиты сначала включая вентилятор на радиаторе, и если он не справляется со своей задачей, то нагрузка отключается. Принцип отключения такой же, как и для импульсного режима. Обе температуры можно выставить, у меня это 38° C и 90° C.

Для измерения тока нагрузки я использую панельный вольтметр с диапазоном 200 мВ. Резистор R1 используется как шунт. Поскольку напряжение на R1 может достигать 2В в зависимости от силы тока, мне пришлось добавить регулируемый делитель напряжения, состоящий из резисторов R26-R28. При помощи переменного резистора R28 отображаемые данные могут быть откалиброваны с помощью более точного амперметра, подключенного последовательно.

Максимальный непрерывный ток, который может протекать через нагрузку, составляет 14 А, в основном это связано с максимально допустимой рассеиваемой мощностью R1, которая составляет 20 Вт. В импульсном режиме это максимум 20 А (частота импульсов 50%).

cxema.org — Токовая электронная нагрузка

Расскажу о полезном для радиолюбителей устройстве – о токовой электронной нагрузке с возможностью измерения емкости аккумуляторов. Зачем нужен этот прибор?

Все сталкивались с ситуацией, когда надо выяснить параметры какого-нибудь источника питания, например, лабораторного БП, драйвера светодиодов или зарядноо устройства. Ведь практика показывает, что производители не всегда указывают верные параметры. Конечно, есть самый простой вариант — нагрузить резистором, рассчитанным по закону Ома, и измерить ток с помощью мультиметра. Но для каждого случая надо делать свои расчеты и не всегда можно найти мощный резистор нужного номинала, они довольно дороги. Целесообразнее использовать электронную или активную нагрузку, позволяющую нагрузить любой БП или аккумулятор, и регулировать ток нагрузки обычным потенциометром.

А за счет включения в схему многофункционального цифрового ваттметра, показывающего емкость, этот нагрузочный стенд может разрядить аккумулятор и показать его реальную мощность. Кстати, в отличие от IMAX 6 наша система может разряжать аккумуляторы с током до 40А. Это удобно для автомобильных аккумуляторов.

Схема построена на сдвоенном операционном усилителе (ОУ) LM358, хотя задействован только 1 элемент.

Датчиком тока является мощный резистор R12, желательно на 40Вт, хотя я поставил на 20Вт. Можно соединить параллельно несколько резисторов для получения нужной мощности так, чтобы итоговое сопротивление было равно 0.1 Ом. R10 и R11 (0.22 Ом/ 10Вт) — токовыравнивающие элементы для силовых ключей.У меня реально стоят параллельно 2 х 0.47 Ом / 5Вт для каждого транзистора.

ОУ управляет двумя составными транзисторами КТ827, установленными на отдельные радиаторы. Транзисторы оптимальны для этой схемы, хотя и довольно дорогие.

Принцип работы.

При подключении тестируемого устройства образуется падение напряжения на мощном токовом резисторе R12, соответственно меняется напряжение на входах ОУ, следовательно, и на его выходе. В итоге, сигнал поступающий на транзисторы зависит от падения напряжения на шунте. Изменится ток протекающий по транзисторам.

Потенциометром изменяем напряжение на неинвертирующем входе ОУ и также как описано выше изменяется ток через по транзисторы. Данные транзисторы позволяют работать с токами до 40А, но требуют хорошего охлаждения, т.к. они работают в линейном режиме. Поэтому, кроме массивных радиаторов я поставил вентилятор, с регулировкой оборотов, который можно включить отдельной кнопкой. Схема регулятора оборотов собрана на небольшой плате.

Теоретически максимальное входное напряжение может быть до 100В – транзисторы выдержат, но китайский ваттметр рассчитан только до 60В.

Кнопка S1 изменяет чувствительность ОУ, т.е. переключает на малые токи для точного измерения тестируемых маломощных источников.

Важные особенности данной схемы:

  1. наличие обратной связи для обоих транзисторов,
  2. возможность изменения чувствительности ОУ.
  3. грубая и тонкая регулировка тока (R5 и R6).

Трансформатор в схеме питает только ОУ и блок индикаторов, подойдет любой с током от 400мА и напряжением 15-20В, все равно напряжение потом стабилизируется до 12В линейным стабилизатором 7812. Его нет необходимости ставить на радиатор.

Собрал все в корпус от лабораторного БП PS 1502 за пару дней, с учетом разработки и травления платы.

Минусом этой схемы является отсутствие защиты от переполюсовки питания, но ее можно доработать. Также в дальнейшем добавлю токовую защиту, а пока стоит только предохранитель. При желании увеличить общий ток можно добавить еще пару транзисторов КТ827.

электронная нагрузка lm358/lm324 — EasyEDA

ID Имя Обозначение След Количество
1 100н С1, С2, С02, С12, С22, С32 С0805 6
2 10н С01,С11,С21,С31 С0805 4
3 10у С3, С4 С0805 2
4 HDR-M-2.54_1x2 CH0BP,Ch2BP,Ch3BP,Ch4BP,J3COOLER,PWR HDR-M-2.54_1X2 6
5 1N4148 Д1 СОД-123FL_L2.7-W1.8-LS3.8-RD 1
6 LED-0603_R Светодиод1 LED0603_RED 1
7 ИРФЗ44Н К1, К2, К3, К4 ТО-220АБ 4
8 ИРФЗ44Н КК ДПАК-3_Л6.6-W6.1-P2.28-LS9.9-BR 1
9 Р1 Р0805 1
10 220к Р01, Р11, Р21, Р31 Р0805 4
11 10к Р2, Р04, Р14, Р24, Р34 Р0805 5
12 Р02, Р03, Р12, Р13, Р22, Р23, Р32, Р33 Р0805 8
13 1к-100к Р3 Р0805 1
14 R_3296W_EU РКП ПОТ_ТРИМПОТ 1
15 R_3296W_EU РП РЕС-АДЖ-TH_3296W 1
16 0.1Р РС01, РС02, РС03, РС04 ШУНТ_005R_IQUBIK 4
17 RESISTOR_THERMISTOR_NTC_RevE_Date15jun2010 РТК HDR-M-2.54_1X2 1
18 ТЛ431 У1 ТЛ431 1
19 ЛМ324Х-СР У2 СОП-14_L8.6-W3.9-P1.27-LS6.0-BL 1

Активная нагрузка своими руками – Чарльз Оувеланд

Сначала я возился с большими резисторами, но потом решил, что было бы неплохо иметь «активную нагрузку», которую можно настроить на определенный ток. Вы можете купить эти вещи за довольно большие деньги, но я решил спроектировать и построить себе простую, используя компоненты и инструменты, которые у меня есть.Я решил перейти на аналог, на этот раз никаких цифровых вещей. Коммерческие нагрузки могут иметь различные режимы, такие как постоянный ток, постоянное напряжение, постоянное сопротивление и постоянная мощность, но моя будет иметь только постоянный ток.

  • Только постоянный ток
  • Устанавливаемый ток от 0 до 10 А
  • Максимальная мощность 120 Вт
  • Максимальное напряжение 200 В
  • Блок питания 12 В
  • IRFP250 МОП-транзистор
  • Операционный усилитель LM358
  • опорное напряжение TL431A (или стабилитрон 2.5В)
  • Конденсатор 100 нФ
  • Подстроечный резистор 20 кОм, 10 витков (линейный или логарифмический)
  • 0,1 Ом, шунтирующий резистор 10 Вт, цемент
  • Резистор 1 кОм
  • Размер платы 10 × 11 см
  • утилизированный алюминиевый процессорный кулер с 12-вольтовым вентилятором
  • 4-контактный разъем
  • 2-контактный разъем (×2)

МОП-транзистор IRFP250, который я использую, рассеивает большую часть мощности. Он может рассеивать максимальную мощность 190 Вт (в идеальных условиях, но не в реальной жизни). Он нагревается, скажем, до 75 °C, и при этой температуре максимальная мощность, которую он может рассеивать, по-прежнему составляет 115 Вт.Поэтому очень важно сохранять МОП-транзистор холодным, поскольку чем выше температура, тем ниже допустимая мощность. Поэтому мы будем использовать утилизированный компьютерный кулер, который представляет собой большой кусок алюминия с множеством охлаждающих ребер и вентилятором для охлаждения. Откройте этот неиспользуемый компьютер на чердаке и снимите его процессорный кулер!

Вместе с операционным усилителем LM358 он образует сток тока, который можно настроить на постоянный ток на основе отрицательной обратной связи. См. принципиальную схему.TL431A обеспечивает постоянное напряжение 2,5 В. Десятиоборотный подстроечный резистор R3 может подавать любое напряжение от 0 до 2,5 В на положительный вход LM358. Допустим, он установлен на 1 В. Операционный усилитель будет пытаться поддерживать напряжение на своем отрицательном входе равным напряжению на положительном входе. Следовательно, напряжение на R1 также равно 1В. Поскольку значение R1 равно 0,1 Ом, ток будет 10 А.

Как операционный усилитель поддерживает постоянный ток? Это из-за отрицательной обратной связи. Предположим, что ток через R1 слишком высок.Тогда напряжение на отрицательном входе операционного усилителя будет немного выше, чем напряжение на его положительном входе. Поскольку операционный усилитель имеет высокое усиление, напряжение на его выходе немного упадет. Следовательно, напряжение на затворе MOSFET упадет, что сделает MOSFET немного менее проводящим и, следовательно, уменьшит ток.

LM358 подходит для однополярного источника питания, другими словами, отрицательное питание не требуется, что в основном означает, что он принимает на входе такое низкое напряжение, как 0 В, а также может выводить (почти) 0 В.

Я сделал дизайн печатной платы в Cadsoft Eagle. Так как кулер уже 10х10см, печатная плата должна была быть 10х11см. Но бесплатная версия Eagle не позволяет использовать печатные платы больше 10 см! Оказывается, с помощью Eagle можно сделать печатную плату больше 10 см, если опорные точки (центры) компонентов находятся в пределах 8×10 см. Следы, отверстия и т. д. могут находиться за пределами этих границ!

Я сам изготовил одностороннюю печатную плату, используя дешевый фрезерный станок с ЧПУ от Banggood.Существует программа пользовательского языка (ULP) под названием pcb-gcode для Eagle, которая создает gcode, который затем можно импортировать в grblControl.

МОП-транзистор кладут плоско, металлической стороной вверх и сдавливают между платой и кулером с помощью термопасты.

У меня активная нагрузка работала в течение часа или около того на 11 В, 10 А. МОП-транзистор нагревается, а резистор R1 нагревается до 130°C. Это потому, что у меня не было резистора на 10 Вт, поэтому я использовал резистор на 5 Вт.

Это работает!

Поскольку опорное напряжение равно 2.5В и шунтирующий резистор 0.1Ом теоретически можно выставить ток до 25А. Я протестировал активную нагрузку кратковременно до 12А, но шунтирующий резистор быстро нагревается до 180°С. Эту проблему можно решить, установив шунтирующий резистор с меньшим значением, например. 0,02 Ом, но в какой-то момент MOSFET станет самым слабым местом и сдастся. Я не пробовал это (пока). Особенно при более низких напряжениях, т.е. 5 В это может быть полезно, потому что мощность, рассеиваемая в МОП-транзисторе, составляет U × I, поэтому, например, 20 А × 5 В = 100 Вт, что должно быть в порядке.

Несколько человек указали мне, что IRFP250 — это полевой МОП-транзистор, предназначенный для переключения, а не для линейной работы. Почему это не идеально, очень хорошо объясняет Керри Вонг в этом видео на Youtube. К сожалению, линейные МОП-транзисторы намного дороже, чем IRFP250. Недорогой вариант — IXTh40N50L2 от Ixys примерно за 12 евро. Этот зверь может работать с 12 В × 20 А = 240 Вт. Дешевле FDL100N50 на Aliexpress по €14 за 5 штук. Они могут обрабатывать 180 Вт постоянного тока, как указано на диаграмме SOA.

Шунтирующий резистор (0.1 Ом) должно быть меньшим значением, например 0,02 Ом. Теперь становится слишком жарко. Кроме того, при 10 А он отнимает 1 В, что ограничивает способность активной нагрузки выполнять свою работу при низких напряжениях, например. для разрядки батареи.

Обратная полярность или переменный ток, вероятно, отключат эту активную нагрузку. Предохранитель на 10А помешает.

Резистор 1 кОм между затвором MOSFET и операционным усилителем может спасти операционный усилитель в случае выхода MOSFET из строя.

Добавьте конденсатор емкостью 1 мкФ параллельно потенциометру для подавления помех.

Спасибо Watson Fixer за ваши предложения.

Спасибо, Клифф Мэтьюз, за ​​все ваши отзывы.

Благодарим Джека Хьюфта за поддержку на форуме «Сделай сам» на Facebook.

Ссылка на Github с файлами Eagle и т. д.

Vind ik leuk:

Like Laden…

Простая электронная нагрузка постоянного тока — Codrey Electronics

Существует ряд решений для изготовления простой электронной нагрузки — вам достаточно заглянуть в Интернет, чтобы убедиться в этом.Эта статья представляет собой краткое руководство по созданию простой электронной нагрузки постоянного тока (фиктивной нагрузки), которая будет полезна для ваших будущих проектов в области силовой электроники. Присоединяйтесь к веселью, если у вас есть базовые знания в области силовой электроники и небольшая сумма денег для инвестирования!

Что такое электронная нагрузка?

Электронные нагрузки

очень полезны, особенно если вы хотите разработать собственные схемы электропитания. Электронная нагрузка, также известная как фиктивная нагрузка постоянного тока, представляет собой конструкцию устройства, позволяющую источнику питания потреблять определенное количество тока, не рассеивая слишком много тепла.По сути, когда вы устанавливаете уровень тока, электронная схема нагрузки будет потреблять только это количество тока, независимо от напряжения. Гораздо лучше, чем просто втыкать несколько мощных резисторов в качестве «пассивной» фиктивной нагрузки!

Как это работает?

В принципе, базовая схема электронной нагрузки постоянного тока содержит операционный усилитель, который управляет мощным полевым МОП-транзистором с токоизмерительным резистором (иногда его называют нагрузочным резистором). Когда внешнее напряжение, которое должно быть загружено, подключено к силовому МОП-транзистору, а управляющее напряжение устанавливается многооборотным потенциометром в цепи, операционный усилитель буферизует это и устанавливает напряжение на затворе МОП-транзистора.Это заставляет МОП-транзистор пропускать некоторый ток через сток к истоку. Токоизмерительный резистор помогает разделить мощность с MOSFET, а также обеспечивает обратную связь с операционным усилителем для поддержания постоянного уровня тока.

За сборкой

Я хотел переменную нагрузку для тестирования небольших источников питания постоянного тока и перепробовал много реостатов, но они громоздкие, неуклюжие и очень дорогие. Поэтому я решил создать небольшую переменную нагрузку постоянного тока, которая имитировала бы резистивную нагрузку, а также работала бы как портативное устройство.После небольшой работы я придумал это поразительно простое аппаратное решение. Вот схема моей простой электронной нагрузки постоянного тока, реализованная с помощью нескольких недорогих и легкодоступных компонентов.

Электронная схема нагрузки постоянного тока v1

В качестве основного компонента здесь используется одна часть операционного усилителя LM358N (IC2). Многооборотный предустановленный потенциометр 10K (P1) позволяет точно и точно регулировать ток. Я разработал схему для использования MOSFET логического уровня IRL540N (T1), чтобы мы могли питать схему от напряжения, намного меньшего, чем 9В.Подойдет любой силовой МОП-транзистор логического уровня с соответствующим номинальным напряжением/током, но я также проверил конструкцию с другим МОП-транзистором IRLZ44. Поскольку МОП-транзистор работает как резистивный элемент, он рассеивает тепло в зависимости от протекающего через него тока. Чтобы расширить диапазон мощностей нагрузки, вам необходимо прикрепить к МОП-транзистору подходящий радиатор. Точно так же резистор 1R (R3) рассеивает довольно много энергии, и здесь также важен правильный радиатор. Конденсатор емкостью 1 мкФ (C4) на МОП-транзисторе очень важен для предотвращения нежелательных колебаний.

Теория проектирования основана на сравнении напряжений инвертирующего и неинвертирующего входов операционного усилителя, сконфигурированного как единичный усилитель. Когда вы устанавливаете напряжение, подаваемое на неинвертирующий вход, регулируя предустановленный потенциометр, операционный усилитель подает определенное напряжение на затвор MOSFET. В зависимости от напряжения затвора полевой МОП-транзистор будет потреблять определенное количество тока до тех пор, пока напряжение на токоизмерительном резисторе не сравняется с напряжением на неинвертирующем выводе. Короче говоря, режим постоянной мощности здесь достигается путем вычисления желаемого заданного тока через измеренное напряжение нагрузки.

Совет

Входное напряжение нагрузки ограничивается главным образом номинальным значением напряжения сток-исток (Vds) полевого МОП-транзистора, а ток значением резистора измерения тока. Обратите внимание: при подключении источника к нагрузке следует тщательно рассчитать рассеиваемую мощность, чтобы полевой МОП-транзистор всегда оставался в безопасной рабочей зоне (SOA), в противном случае он будет сильно прожарен, как только температура его кристалла превысит безопасный предел.

Что касается выбора радиатора для МОП-транзистора, стандартный тип TO-220 с тепловым сопротивлением 2.5 0 C/W должен быть хорошим выбором. Поскольку типичное тепловое сопротивление переход-корпус MOSFET IRL540 составляет 1,0 0 C/Вт, тепловое сопротивление между корпусом и стоком составляет 0,5 0 C/Вт, а максимальный диапазон рабочих температур составляет 175 0 C/Вт, максимально допустимая рассеиваемая мощность составит 175 0 C – 25 0 C (температура окружающей среды) / 4 0 C/Вт (общее тепловое сопротивление) около 37 Вт. Точно так же попробуйте использовать резистор мощности 1R/10W-50W в алюминиевой оболочке в качестве резистора измерения тока.Если есть возможность, лучше брать силовой резистор типа ТО-220 (естественно с радиатором), так как он удобнее и эффективнее. Кроме того, рекомендуется последовательно подключить цифровой амперметр (см. A1 и A2 на схеме) к цепи нагрузки для измерения тока, потребляемого от источника.

Компоненты питания нагрузки постоянного тока

Признание

Из-за ограниченных ресурсов я собрал свой прототип без приличных радиаторов. Я построил схему на макетной плате, и она предназначалась только для временного использования, пока я не сделаю печатную плату, но она действительно работает хорошо.Мой прототип был протестирован с источником питания 5В/2А. Решительно, есть улучшения, которые нужно сделать, и одна вещь, которую я бы сделал, если бы я сделал еще одну версию этой конструкции, — это добавил бы больше функций (вероятно, с помощью микроконтроллера) для повышения надежности и безопасности. В любом случае, это забавный маленький проект, которым я хотел поделиться!

Улучшение

Поскольку в микросхеме есть два операционных усилителя, вы можете использовать другой, например, для создания контрольной точки для проверки тока нагрузки. Кроме того, выбор операционного усилителя здесь очень важен, потому что на самом деле востребовано что-то, что может хорошо работать с напряжением от шины к шине и иметь низкое напряжение смещения для точной работы (знаменитый MCP6002 также оказывается хорошим выбором) .Точно так же существует семейство так называемых линейных МОП-транзисторов, специально разработанных для работы в линейной области с расширенной FBSOA (безопасной рабочей зоной прямого смещения). Таким образом, в учебнике они идеально подходят для использования в электронном манекене. Наконец, если вы сильно модифицируете свою схему, чтобы потреблять очень большие токи, то лучше заменить токоизмерительный резистор очень популярным токовым шунтом 50A/75mV (1,5mV/A).

Шунтирующий резистор 50 А пост. тока 75 мВ

Пересмотренная идея конструкции нагрузки постоянного тока

Простая, но многофункциональная программируемая нагрузка постоянного тока

Если вам не терпится владеть лабораторией, полной высококлассного оборудования, но ваш бюджет истощается в знак протеста, прокат собственного испытательного оборудования может стать отличным вариантом.Конечно, не все, что нужно для полного магазина, подходит для версии DIY, но программируемая нагрузка постоянного тока, подобная этой, определенно находится в пределах досягаемости большинства хакеров.

Эта сборка предоставлена ​​нам [Скоттом М. Бейкером], который выполняет свою обычную первоклассную работу по документированию всего. Ниже есть длинное видео, которое охватывает все, от дизайна до тестирования, а ссылка выше — более краткая версия событий. В любом случае, вы получите хорошее описание основ конструкции, которая, по сути, представляет собой операционный усилитель, управляющий затвором полевого МОП-транзистора пропорционально напряжению на токоизмерительном резисторе.Последняя схема добавляет навороты, в основном в виде тройных полевых МОП-транзисторов и небольшого ЦАП для управления заданным значением. ЦАП управляется Raspberry Pi, который также поддерживает ЖК-дисплей или VFD-дисплей, АЦП для считывания напряжения на чувствительном резисторе и веб-интерфейс для удаленного управления нагрузкой. Тестирование [Скотта] выявило несколько проблем, таких как небольшое расхождение в фактических показаниях силы тока, вызванное напряжением смещения операционного усилителя. МОП-транзисторы также немного поджарились при полной нагрузке в 100 Вт; более крупный радиатор позволяет ему увеличить нагрузку до 200 Вт, не выпуская дыма.

Нам всегда нравится [Dr. Бейкера], особенно за то, что они дают представление о дизайнерских решениях. Если вы хотите обновить контроллер для игровой консоли 40-летней давности или озвучить RC2014, вам следует ознакомиться с его материалами.

Операционный усилитель

— Дифференциальный операционный усилитель Операционный усилитель

— Дифференциальный операционный усилитель
Сеть обмена стеками

Сеть Stack Exchange состоит из 178 сообществ вопросов и ответов, включая Stack Overflow, крупнейшее и пользующееся наибольшим доверием онлайн-сообщество, где разработчики могут учиться, делиться своими знаниями и строить свою карьеру.

Посетите биржу стека
  1. 0
  2. +0
  3. Авторизоваться Зарегистрироваться

Электротехника Stack Exchange — это сайт вопросов и ответов для специалистов в области электроники и электротехники, студентов и энтузиастов.Регистрация занимает всего минуту.

Зарегистрируйтесь, чтобы присоединиться к этому сообществу

Любой может задать вопрос

Любой может ответить

Лучшие ответы голосуются и поднимаются на вершину

спросил

Просмотрено 106 раз

\$\начало группы\$

Я использую LM358 в качестве дифференциального усилителя для измерения падения напряжения на резисторе.Я подключаю электронную активную нагрузку к клеммам J1 и J2 для имитации нагрузки.

Выходное напряжение LM358 должно быть около 2,55 В, когда нагрузка потребляет 1 А. Vo = Vi х (Rf / Ri).

Когда я моделирую схему, она работает нормально, но на практике выходное напряжение не меняется при изменении нагрузки и остается на уровне около 10,6 В, даже когда нагрузка настроена на потребление 1 А.

Мои дифференциальные входные напряжения близки к шине или что я делаю неправильно?

Создан 26 июн.

\$\конечная группа\$ 9 \$\начало группы\$

Вам нужно увеличить значения R6 и R12 до 3K или около того, чтобы получить операционный усилитель в его синфазном диапазоне, тогда он должен нормально работать в своих пределах.C4 должен быть 100 мкФ для стабильности тока. Согласно комментариям выше, рассмотрите возможность использования операционного усилителя rail-to-rail.

Также рассмотрите возможность использования отрицательной шины питания, то есть двухполярного источника питания +/- 12 вольт или более. Это значительно увеличивает динамический диапазон отслеживания вашей схемы.

Для большей точности выберите операционный усилитель лучше, чем древний LM358. Подберите вручную R6 и R12, чтобы они совпадали в пределах 0,1%, если это возможно. Сделайте то же самое для R13 и R14. С вашими значениями небольшие несоответствия в значениях резисторов усиливаются в 15 раз.

0 comments on “Электронная нагрузка на lm358: Электронная нагрузка на lm358

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *