Радиомастер гид в мире электроники » Схемы » Измерительная техника » Активная нагрузка с амперметром до 100А
Информация к новости
  • Просмотров: 17578
  • Добавил: Natali
  • Дата: 17 февраля 2013
17 февраля 2013

Активная нагрузка с амперметром до 100А

Категория: Схемы » Измерительная техника

Представленное устройство предназначено для тестирования и ремонта блоков питания.

Устройство можно разделить на несколько функциональных блоков (на схеме выделены штриховой линией):
1. активная нагрузка,
2. ампервольтметр,
3. стабилизатор питания и
4. регулятор вращения вентилятора.

Схема:
Активная нагрузка с амперметром до 100А


1. АКТИВНАЯ НАГРУЗКА

Данный узел хорошо представлен в литературе, в частности на этой странице http://www.radiohlam.ru/raznoe/nagruzka.htm

Изменения коснулись цепи регулировки тока – добавлен параметрический стабилизатор, исключающий изменение тока нагрузки от напряжения блока питания.

Хочется обратить внимание на следующий момент. Максимальный ток нагрузки ограничен мощностью полевого транзистора, его током стока и мощностью измерительного шунта, так как здесь нагрузка именно полевой транзистор, а не измерительный шунт. Т.е. чтоб рассчитать ток нужно:

Imax = √(Рш/Rш), где Рш и Rш – мощность и сопротивление шунта соответственно.

Представленный вариант дает: Imax =√( 20/0,025) = 28,28А

Чтоб получить ток в 100А надо в качестве шунта соединить параллельно 10ть десяти ваттных резисторов по 0.1 Ом. Соответственно транзистор должен допускать такой ток стока. Помимо этого надо учесть, что мощность транзистора величина конечная и выход за ее пределы чреват выходом его из строя. Иными словами, если Uбп = 10В, а I=10А, то Pн= 100Вт - допустимо, но если Uбп = 20В - Pн= 200Вт – транзистор не выдержит. Таким образом, нужно заранее определить диапазон мощностей и соединить параллельно нужное количество транзисторов.

Внешний вид:
Активная нагрузка с амперметром до 100А
Активная нагрузка с амперметром до 100А


2. АМПЕРВОЛЬТМЕТР

Как показала практика, работать с активной нагрузкой очень удобно, любой ток – пожалуйста. Но контролировать напряжение и ток, подключив два мультиметра – неудобно, много соединений и проводов. Было принято решение встроить в устройство ампервольтметр на микроконтроллере (МК). Предложена двух диапазонная версия с токами от 0 до 10А, либо от 1 до 100А. Было решено изменить схему так, чтоб расширить диапазон от 0 до 100А. Изменения видны в схеме – это усилитель – повторитель на ОУ А1 LM358, полевых ключах VT1, VT2 и резисторах R1-R3, VR2-VR4. Соответственно была изменена прошивка МК. Конденсаторы С10, С11, С4 фильтрующие высокочастотные пульсации, а С16 – усредняющий напряжение, пропорциональное току. Его можно не ставить, но если на выходе БП большие пульсации, из-за высохших емкостей или иная причина, то показания тока могут «прыгать». Чтоб это избежать – усредняем. Стабилитрон ограничивает возможные броски при переходах с диапазона на диапазон.

Два слова о работе. На ОУ А1.1 собран усилитель с регулируемым Кус. В данном варианте это 200 на диапазоне 0-999ма, 20 на 1А-9.9А и 2 на 10А-99А. При отображении тока присутствие точки говорит о том, что ток в Амперах.

Настройка: начинаем с малых токов – 500ма. Ключ VT1 открыт, Кус – 200, подстроечником VR2 получаем нужное значение. Аналогично на токе в 5А. Ключ VT2 открыт, Кус – 20, подстроечником VR3 получаем нужное значение. И на токах больше 10А оба полевых тр-ра закрыты, подстроечником VR4 получаем нужное значение.

Для получения большей точности настройку проводить несколько раз.

При применении другого шунта Кус подбирается таким, чтоб Iш х Rш х Кус = 5.

При программировании МК фьюзы – на 8МГц

Дальнейшим развитием ампервольтметра вижу в следующих модификациях программы МК:

ввод величины шунта,
ввод Кус,
ввод отсечек по току и напряжению,
ввод корректирующего коэффициента на нелинейность Кус операционного усилителя (он все-таки не идеальный).

Вид сверху:
Активная нагрузка с амперметром до 100А


Вид задней панели:
Активная нагрузка с амперметром до 100А


Вид передней панели:
Активная нагрузка с амперметром до 100А


3. СТАБИЛИЗАТОР ПИТАНИЯ

На этом можно было бы и остановиться. Но активная нагрузка рассчитана для работы до 35В (40В максимум для 34063, а если применить ИСН другого схемного решения – то верхний предел нагрузки ограничен напряжением стока транзистора), а питать Кренку этим напряжением не получится, ставить последовательно 2-3 линейных стабилизатора – не красиво, выделение тепла и так большое. Единственное решение понижающий импульсный стабилизатор напряжения (ИСН). С этой задачей справляется прекрасно МС34063. Входное напряжение до 40В, ток ключа – 1,5А.

Цепочка С14, С15 и L4 – поверхностного монтажа устанавливается непосредственно у ножек МК. Еще один важный момент. Пульсации с выхода ИСН могут и в силу монтажа попадают на вход МК и последний знак начинает прыгать. Для данной конструкции – это не столь важно, 5,12А или 5,2А, но если кто-то будет собирать ампервольтметр как отдельное устройство, то надо будет отказаться от ИСН и позаботиться о хорошей фильтрации.

4. РЕГУЛЯТОР ВРАЩЕНИЯ ВЕНТИЛЯТОРА

Регулятор вращения вентилятора применен также по причине большого входного напряжение, но еще добавлен терморезистор. И теперь это терморегулятор. При комнатной температуре – на выходе 7В, при нагреве выше 60-70 градусов – на выходе 12В.

При выходном напряжении блоков питания меньше 12-15В, предусмотрен входной разъем для внешнего питания.

Далее приведены фото работы устройства. Схема, описание и платы в файле архива.

Тестовый блок питания - частично отремонтированный БП ПК.
Активная нагрузка с амперметром до 100А

Активная нагрузка с амперметром до 100А

Активная нагрузка с амперметром до 100А
Активная нагрузка с амперметром до 100А


Печатки имеют небольшие отличия от схемы. Их нужно подкорректировать.
Схема,_печатка,_прошивка


<
Witya

8 февраля 2016 13:24

Информация к комментарию
  • Группа: Студент
  • ICQ:
  • Регистрация: 4.07.2014
  • Статус: Пользователь offline
  • Публикаций: 0
  • Комментариев: 2
А где сам архив. Показывает страница не найдена.


Награды: Нет наград :(
0

Добавление комментария

Имя:*
E-Mail:*
Введите два слова, показанных на изображении: *

Друзья и партнеры:

Архив новостей

Декабрь 2016 (1)
Ноябрь 2016 (1)
Сентябрь 2016 (3)
Июнь 2016 (1)
Май 2016 (1)
Апрель 2016 (1)
^
 
-->