Самодельная электронная нагрузка на ОУ с ООС для проверки, тестирования блока питания по току и падению напряжения с модулем цифровой индикации.

 

 

 

Тема: рабочая электросхема регулируемой электрической нагрузки на ОУ с ООС.

 

Самодельная электронная нагрузка на ОУ с ООС для тестирования блока питания по току

 

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, подлючая такие транзисторы параллельно друг другу и ставя их на достаточный радиатор с хорошим охлаждением можно их эмиттерно-коллекторный переходы использовать как нагрузочное сопротивление.

 

рабочая схема для проверки блока питания на его реальную мощностьМы 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.

 

маломощный блок питания для схемы электронной нагрузки своими рукамиБлок 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.

 

подстроечный резистор для выставления предела регулировки тока в электронной нагрузкеНа 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.

 

модуль для измерения тока и напряжения на электронной нагрузке самодельнойВ 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.

 

Видео по этой теме:

 

 

ps smail

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.

 

Рекомендуемый материал

 

Куда далее перейти на этом сайте ⇙

 

»  Главная страница » Каталог всех статей » В начало страницы