Приветствую, Самоделкины!
Данная статья посвящена довольно мощной электронной нагрузке, которая пригодится для проверки различных блоков питания.
Особенно данная самоделка пригодится радиолюбителям-самодельщикам, каким и является Роман, автор YouTube канала «Open Frime TV». Дальнейшая инструкция взята с вышеупомянутого YouTube канала.
Уже прошел примерно год, как автор собирал нагрузку на полевом транзисторе (видеоролик о сборке и тестах есть на канале автора).
На тот момент к устройству не было абсолютно никаких претензий, и оно полностью устраивало мастера. Но прогресс все-таки не стоит на месте и мощности блоков питания растут, этой нагрузки уже не хватает.
Так что настало время собрать что-нибудь мощнее. А раз делать мощнее, то необходимо использовать не один транзистор, а сразу несколько, и транзисторы к тому же должны быть не полевыми, а биполярными для работы в линейном режиме.
Отлично, наброски для проекта есть, можно постепенно приступать к эго реализации. В сети Интернет имеется просто огромное множество схем электронных нагрузок.
Какую же из них выбрать? На решение этого вопроса автор не стал тратить много времени, и взял за основу схему электронной нагрузки с YouTube канала «Red Shade».
Сама схема отличная, но вот решение по поводу платы автора данного проекта не устроило, поэтому пришлось ее переделывать под себя. Итак, на изображении ниже представлена сама схема нагрузки:
Итак, давайте разбираться, что здесь и зачем. В первую очередь смотрим на узел, отвечающий за стабилизацию тока.
Как видим, тут каждый транзистор снабжен своим операционным усилителем. Такое решение дает нам раздельный контроль тока даже, если у транзисторов параметры h21 будут различными, перекоса по току не будет.
Следующая особенность нагрузки — это возможность работы в 2-ух режимах. Первый — это режим тока.
Всем знакомый режим, когда мы опорным напряжением задаем определенный ток и каким бы ни было входное напряжение нагружаемого источника ток будет неизменным.
Второй режим — это режим резистора.
В таком включении опорное напряжение задается входным напряжением.
Казалось бы, для чего нужен данный (второй) режим? А все дело в том, что для проверки лабораторных блоков питания с функцией ограничения тока первым режимом пользоваться не удобно, так как начинаются качели.
Стабилизация тока должна присутствовать только у одного из двух устройств, именно по этой причине схема и содержит в себе 2 различных режима работы.
Идем дальше. В данной схеме присутствуют еще парочка приятных функций. Во-первых, это автоматическое управление кулером по нагреву, что довольно-таки удобно, так как при отключенной нагрузке устройство будет беззвучно стоять, не отвлекая вас от работы посторонним шумом. А как только температура радиатора возрастет, кулер автоматически включится и тем самым будет охлаждать схему.
Помимо вышеупомянутого решения, в схеме так же реализована защита от перегрева. Безусловно полезная штука.
Если вы забыли и оставили нагрузку без присмотра, можете быть уверенными, что она отключит себя сама, если температура превысит заданное значение.
Регулировка порога срабатывания защиты от перегрева производится вот этим подстроечным резистором:
Следующий шаг — трассировка печатной платы.
Автор довольно долго размышлял о том, как сделать так, чтобы все элементы были расположены на одной печатной плате. В конечном итоге решение было найдено. Автору пришла в голову шикарная идея расположить транзисторы так, как это делают в сварочных аппаратах. Сказано-сделано, радиаторы с транзисторами выведем на другую сторону.
Для более удобного крепления сделаны специальные отверстия под стойки и еще одни под крепления транзисторов к радиатору:
На данном этапе, автор признается, что совершил ошибку, так как сделал отверстия для крепежа транзистора очень далеко от его фактического расположения, поэтому в дальнейшем ему пришлось исправлять данный косяк.
Вот такая плата получилась:
В качестве радиаторов было решено использовать алюминиевый профиль.
Первым делом необходимо разрезать его на две равные части, а затем просверлить отверстия под крепеж. Далее нарезаем резьбу м3 и вот что в итоге получилось:
Следующим шагом прикручиваем транзисторы к радиатору.
Далее получившаяся конструкция должна собраться в одно целое:
При помощи десятых стоечек аккуратно соединяем радиаторы с платой. Теперь они уже точно никуда не денутся.
Из-за того, что отверстия для крепежа транзистора расположены не там, где это необходимо, ремонт данной платы очень сильно усложняется. Но давайте честно, спалить эту плату будет очень тяжело, так как 8 транзисторов могут протянуть через себя довольно приличный ток, да и к тому же перегрев схемы практически исключен, так как соответствующая защита на схеме присутствует.
Следующим шагом необходимо подобрать для нагрузки подходящий корпус и поместить ее туда, так как делаем мы ее как готовый прибор, который будет потом повсеместно использоваться. В качестве корпуса отлично подошел вот такой пластмассовый короб с довольно удобными перегородками:
Помимо непосредственно нагрузки в нем еще разместится парочка компонентов, а именно вольтамперметр и кулер.
Как известно, в стандартной комплектации, вольтамперметр позволяет измерить ток до 10А. Для данного проекта автор посчитал, что этого недостаточно и для расширения измерительного диапазона был приобретен вот такой шунт, который позволяет измерять токи до 100А:
Для данного проекта было решено применить 150-й кулер, так как он за счет внушительных лопастей способен создать отличный воздушный поток, а для нас это крайне важно. На наклейке кулера имеется информация о том, что ток потребления данного экземпляра может достигать целых 450мА.
В реальности это значение немного поменьше.
Следующим этапом приступаем к разметке корпуса, а затем сверлим необходимые отверстия. Кулер пришлось расположить сверху, так как габаритные размеры корпуса не позволяют разместить его внутри.
На передней панели расположим вольтамперметр, ручку регулировки тока и переключатель ток- резистор.
На задней панели расположились вход питания и нагрузочный провод.
Следующим шагом закрепляем все компоненты в корпусе. Немного термоклея не будет лишним. Вот так выглядит устройство после установки в корпус.
На этом все, можно закрывать крышку и приступать к тестам. Начнем тест с блока DPS5020. Попробуем нагрузить данный блок питания.
Как видим, нагрузка справляется отлично, нагрев в пределах допустимого. Далее нагрузим блок на SG3525.
Здесь тоже все отлично, нагрузка успешно справляется с поставленными задачами. Вот такое устройство в итоге получилось. Благодарю за внимание. До новых встреч!
Видеоролик автора:
