|
Электронная нагрузка без дополнительного питания
|
|
| | Ср, 10.06.2020, 09:21 | Сообщение # 1
|
Лекс59
Постов: 1082
Друзья |
ТОКОВАЯ НАГРУЗКА БЕЗ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО БП
Данное устройство позволяет тестировать источники питания в диапазоне от 3 вольт и до 25.
Отсутствие дополнительного питания позволяет не заботиться об электрической развязке по питанию с испытуемым БП.
Устройство не требует дополнительного питания и запитывается непосредственно от испытуемого БП. При этом минимальная нагрузка составляет около 1,5 ватт (вентилятор, показометр, схема управления). И до примерно 40 ватт. Вероятно можно и больше по этой схемотехнике, но это потребует применения полевого транзистора в корпусе не ТО220.
По крайней мере мой экземпляр нагрузку в 20 ватт практически не замечает, просто немного теплый радиатор. Нагрузку в 40 ватт держит уверенно и рука температуру радиатора терпит.
Отличием данной электронной нагрузки является наличие преобразователя по топологии SEPIC (повышающего и понижающего), от которого запитан вентилятор и показометр DSN-VC288 (просто был в наличии и его было не жалко в силу его невысокой точности). Наличие ампервольтметра позволяет использовать его внутренний шунт и для регулирования тока нагрузки и не заморачиваться поисками мощных СМД резисторов либо изготовлением самодельного шунта.
Кроме того, непосредственно от преобразователя запитывается и ОУ, что позволяет открывать полевой транзистор уже при малых напряжениях питания устройства. Да и показометр работает сразу, хотя ему требуется обычно 5 вольт.
В схеме применены самые распространенные элементы. ОУ – LM358 и преобразователь на MC34063.
Я настроил преобразователь на выходное напряжение около 11 вольт. Что позволяет нормально охлаждать радиатор силового транзистора и при этом не сильно шуметь.
Минимальный ток, потребляемой нагрузкой зависит от напряжения. Если при 3 вольтах он составляет в районе полампера, то при 25 вольтах около 80 мА. Сама же электронная нагрузка собрана по схеме стабилизатора тока. Т.е. изменения тока потребления при изменении напряжения на входе будут только за счет изменения потребления преобразователя.
Верхнее значение напряжения питания 25 вольт определяется только допустимыми напряжениями примененных конденсаторов и может быть изменено в ту или другую сторону.
Основой для данного устройства послужила "Нагрузка USB" Ака Касьяна и статья по преобразователю с сайта "9ZIP.ru".
Мой вариант схемы конечного устройства:
Печатная плата моего варианта в приложении.
Оконченное устройство.
Подготовка самого показометра DSN-VC288 для установки в плату совсем не сложна и сводится к удалению пластиковых элементов с разьемов показометра и удлинению (заменой) контактов дополнительного питания (кроме тонкого черного провода, который подключать не надо).
Минимальную потребляемую мощность (не ток, именно мощность) можно видеть на фото.
Ток может быть и таким:
Но позже я его ограничил. Пока в районе 5,6 А. Мне большие токи не нужны, а сильно широкий предел делает более грубой настройку переменным резистором.
Настройка верхнего предела устанавливаемого тока осуществляется подбором резистора R3.
Силовой транзистор установлен вот так:
Сама плата выглядит так:
Ну и пример работы:
Немного об особенностях реализации.
На всех схемах SEPIC конденсатор С5 обычно нарисован неполярным.
Смотрел осциллографом - там всегда одна полярность в устройстве, во всем диапазоне рабочих напряжений.
И с емкостью С5 не все так просто.
Поставил сначала керамику 10х25 вольт. При некоторых напряжениях кондер сильно пел. Именно кондер, не индуктивности, как можно было ожидать. Допаял еще один параллельно - просто сместился диапазон.
Помогла установка танталового 15х35 вольт. Возможно дело в экземпляре конденсаторов.
При приближении к верхнему значению пределов входного напряжения, КПД преобразователя снижается и микросхема начинает ощутимо греться. Полигон под ней я нарисовал не просто так. Советую напаивать на этот полигон небольшой буртик припоя и мазать брюхо МС34063 термопастой перед установкой на плату.
В полностью собранном виде устройство стало напоминать маленького робота. Уже подумываю, а не назвать ли мне его ВАЛЛИ 
|
|
| | Ср, 10.06.2020, 09:24 | Сообщение # 2
|
Лекс59
Постов: 1082
Друзья |
Печатная плата и вид работы устройства. Проверка повербанка из Фикс-прайс.
После установки нижней защитной панели устройство можно ставить вертикально.
|
|
| | Ср, 10.06.2020, 09:42 | Сообщение # 3
|
Tygra
Постов: 2165
Друзья |
Какой ток может выдать сам преобразователь ?
|
|
| | Ср, 10.06.2020, 09:45 | Сообщение # 4
|
Лекс59
Постов: 1082
Друзья |
Цитата Tygra (  ) Какой ток может выдать сам преобразователь ?
Пока пробовал гонял его на токе порядка 100 мА. Только с вентилятором. Позже подключил показометр, но снизил напругу с 12 до 11 вольт. Но ток уже не замерял.
Т.е. сотня мА плюс-минус. |
|
| | Ср, 10.06.2020, 10:13 | Сообщение # 5
|
Tygra
Постов: 2165
Друзья |
Цитата Лекс59 ( ) порядка 100 мА.
Да, не густо, для приборов пойдет и только |
|
| | Ср, 10.06.2020, 10:22 | Сообщение # 6
|
Лекс59
Постов: 1082
Друзья |
Цитата Tygra ( ) Да, не густо
Ну я в своем устройстве другой цели и не ставил. Я же не делал именно мощный преобразуй.
Есть китайские с Али SEPIC преобразователи. Там токи побольше. Есть такой и у меня, но он крупноват для использования в таком устройстве. |
|
| | Ср, 10.06.2020, 11:47 | Сообщение # 7
|
DEXXTER933659
Постов: 1896
Друзья |
Разъём USB не совсем удачно расположен --- есть шанс отломать)
|
|
| | Ср, 10.06.2020, 12:18 | Сообщение # 8
|
Лекс59
Постов: 1082
Друзья |
Цитата DEXXTER933659 ( ) Разъём USB не совсем удачно расположен --- есть шанс отломать)
Это вряд ли .
Там сам разъем (металлическая оболочка) припаян к пластине и она прикручена винтами М3 к стелотекстолиту. На 6 сверху фото это видно. |
|
| | Ср, 10.06.2020, 12:22 | Сообщение # 9
|
Maestro
Постов: 7398
* |
Хорошая штука, особенно что питается от испытуемого девайса.
|
|
| | Ср, 10.06.2020, 16:16 | Сообщение # 10
|
Лекс59
Постов: 1082
Друзья |
Сейчас продолжал доводку устройства. Поскольку был значительный нагрев МС34063 при высоких входных напряжениях (градусов до 70).
Уменьшил емкость С4 по схеме с моих 350 пик, до примерно 170 (два кондера по 350 пик последовательно, благо место на плате предусмотрел именно для этого).
Нагрев значительно уменьшился, следы писка появляются только где-то в районе 21 вольта. Но частота преобразователя при малых напряжениях возросла до 127 кГц, что несколько больше даташитовской.
Ну и ладно 
Минимальные токи нагрузки (токи собственного потребления) составляют:
при 3,01 вольтах - 0,456 А
при 5,02 - 0,311 А
при 22,03 - 0,100 А
Индуктивности мотал ровно на 100 мкГн.
Так что советую, если будете повторять прибор, поэкспериментировать с С4.
Добавлено (10.06.2020, 17:30)
---------------------------------------------
Ну и в довершение обзорной части.
Электронаая нагрузка такого рода очень удобна при экспериментах. Не нужно возиться с кучей мощных резюков или подбирать галогенки разной мощности.
В отличие от моей предыдущей (по схеме Касьяна, но с добавленным повышателем для вентилятора) работает полноценно даже ниже чем от 3 вольт. Предыдущая могла дать максимальный свой ток только вольт с 6-7.
Этой моей нагрузкой можно посмотреть например ток, который может отдать 18650 и как при этом просаживается напряжение на нем.
Самоделкой доволен. Рекомендую.
|
|
