Еквівалент навантаження джерела живлення, Радіоаматорські схеми
Для перевірки і налагодження блоків живлення, особливо потужних, потрібно низькоомне регульоване навантаження з допустимою потужністю, що розсіюється, до 100 Вт і навіть більше.
Застосування цієї мети змінних резисторів не завжди можливе, в основному через обмежену потужність розсіювання.Еквівалент навантаження на струм кілька десятків ампер можна виготовити на основі стабілізатора струму на потужному польовому перемикальному транзисторі [1-3]. Але ці еквіваленти не завжди зручні для застосування, оскільки для них потрібне окреме джерело живлення.
Схема еквівалента навантаження
Його схема показано на рис. 1 (натисніть , щоб збільшити). На ОУ DA1.2 та польовому транзисторі VT2 зібраний стабілізатор струму. Струм через польовий транзистор (IVT2) залежить від опору датчика струму RI (резисторів R11-R18) та напруги на двигуні змінного резистора R8 (UR8), яким регулюють струм: IVT2 = UR8/RI. Конденсатор С4 пригнічує високочастотні перешкоди, а С5 і С6 ланцюга зворотного зв'язку ОУ DA1.2 і польового транзистора відповідно підвищують стійкість роботи стабілізатора.
Живиться ОУ від підвищує стабілізованого перетворювача напруги з вихідною напругою 5, зібраного на мікросхемі DA2. Ця напруга через резистор R7 надходить на регулятор струму. Завдяки перетворювачу напруги пристрій можна живити від джерела живлення, що випробовується. При цьому мінімальна вхідна напруга — 0,8…1 В, що дозволяє застосовувати пропонований еквівалент для перевірки та вимірювання параметрів Ni-Cd та Ni-MH акумуляторів типорозміру АА або ААА.
На ОУ DA1.1 та транзисторі VT1 зібраний обмежувач напруги живлення перетворювача. При вхідній напрузі менше 3,8 на виході ОУ DA1.1присутня напруга близько 4, транзистор VT1 відкритий повністю і напруга живлення надходить на перетворювач. Коли вхідна напруга перевищує 3,8, напруга на виході ОУ DA1.1 знижується, тому зростання напруги на емітері транзистора VT1 припиняється і воно залишається стабільним. Обмежувач напруги необхідний, оскільки граничне значення напруги живлення мікросхеми перетворювача (DA2) 6 В.
Конструкція та деталі еквівалента навантаження
Застосовані постійні резистори для датчика струму серії RC (типорозмір 2512, максимальна потужність, що розсіюється 1 Вт), інші - РН1-12 типорозміру 1206 або 0805, змінний - СП4-1, СПО. Всі конденсатори для поверхневого монтажу, оксидні - танталові типорозміру або С, інші - керамічні, причому конденсатор С6 монтують безпосередньо на висновках транзистора. Роз'єм Х1 - гвинтовий клемник, розрахований на необхідний струм. Транзистор ВС846 можна замінити транзистором серії КТ3130, а IRL2910 - транзистором 1RL3705N, IRL1404Z або іншим потужним польовим перемикачем з пороговою напругою не більше 2,5 В. Дросель - для поверхневого монтажу SDRЕС40.
Всі елементи, крім змінного резистора, польового транзистора, роз'єму, вентилятора та конденсатора С6, монтують на односторонній друкованій платі зі склотекстоліту товщиною 1...1,5 мм, її креслення показано на рис. 2. Застосовується тепловідведення з вентилятором на напругу 12 В від процесора персонального комп'ютера. Транзистор і роз'єм кріплять тепловідведення гвинтами, а плату приклеюють. Застосування теплопровідної пасти для транзистора є обов'язковим. Електродвигун вентилятора починає обертання при вхідній напрузі 3-4 В і при 8-10 В вже досить ефективно обдуває тепловідведення. Для цього варіантаконструкції застосований датчик струму з сумарним опором 0,05 Ом і потужністю 8 Вт, що розсіюється, тому максимальний струм еквівалента - 12 ... 13 А, а максимальна потужність, що розсіюється, не перевищує 100 Вт. Застосувавши більш потужні резистори як датчик струму і більш ефективне тепловідведення, можна відповідно збільшити і струм, і потужність, що розсіюється. Максимальна вхідна напруга залежить від допустимої напруги живлення вентилятора.
Пристрій розміщують у корпусі відповідного розміру (підійде корпус від блока живлення персонального комп'ютера), на передній панелі встановлюють вхідні гнізда, з'єднані з роз'ємом Х1, і резистор змінний, який можна забезпечити проградуйованою шкалою. Тепловідведення слід ізолювати від металевого корпусу, оскільки він має гальванічну зв'язок зі стоком польового транзистора.
Максимальне значення струму встановлюють добіркою резистора R7, при цьому двигун змінного резистора R8 повинен бути у верхньому схемі положенні. Оскільки електродвигун вентилятора підключений безпосередньо до вхідного роз'єму, струм, що споживається ним, складається зі струмом стабілізатора, тому при зміні вхідної напруги сумарний струм також змінюється. Щоб цей струм був стабільним, нижній за схемою виведення електродвигуна підключають не до мінусової лінії живлення, а до початку польового транзистора, як показано на рис.1 штриховою лінією.
Еквівалент навантаження можна використовувати для перевірки джерел живлення змінного струму частотою 50 Гц, наприклад, трансформаторів, що знижують. У цьому випадку пристрій підключають (з дотриманням полярності) до виходу моста, що випрямляє, в якому бажано застосувати діоди Шотки. Між плюсовим виведенням конденсатора С1 та точкою з'єднання резистора R3 та колектора транзистораVT1 встановлюють діод того самого типу, що і VD1, а ємність конденсатора С2 слід збільшити до 100 мкФ. У діодному мосту діоди мають бути розраховані струм еквівалента. Слід врахувати, що в цьому випадку мінімальна та максимально допустима напруга зросте на величину падіння напруги на діодах мосту та додатковому діоді.
ЛІТЕРАТУРА 1. Нечаєв І. Еквівалент навантаження. - Радіо, 2007, № 3, с. 34. 2. Нечаєв І. Універсальний еквівалент навантаження. - Радіо, 2005, № 1, с. 35. 3. Нечаєв І. Універсальний еквівалент навантаження. - Радіо, 2002, № 2, с. 40, 41.
Джерело: Радіо №8 2013 Автор: І. Нечаєв, м. Москва