Захранващ фиктивен товар, любителски радио вериги
За тестване и настройка на захранващи устройства, особено мощни, е необходим регулиран товар с ниско съпротивление с допустимо разсейване на мощност до 100 W или дори повече.
Използването на променливи резистори за тази цел не винаги е възможно, главно поради ограниченото разсейване на мощността.Товаровият еквивалент за ток от няколко десетки ампера може да бъде направен на базата на токов стабилизатор на мощен транзистор с превключване на поле [1-3]. Но тези еквиваленти не винаги са удобни за използване, тъй като изискват отделно захранване.
Схема на фиктивен товар
Схемата му е показана на фиг. 1 (щракнете за уголемяване). На операционния усилвател DA1.2 и полевия транзистор VT2 е монтиран токов стабилизатор. Токът през полевия транзистор (IVT2) зависи от съпротивлението на токовия сензор RI (резистори R11-R18) и напрежението на двигателя на променливия резистор R8 (UR8), който контролира тока: IVT2 = UR8 / RI. Кондензаторът C4 потиска високочестотните смущения, а C5 и C6 във веригата за обратна връзка на операционния усилвател DA1.2 и полевия транзистор съответно повишават стабилността на стабилизатора.
Операционният усилвател се захранва от усилващ стабилизиран преобразувател на напрежение с изходно напрежение 5 V, монтиран на чип DA2. Същото напрежение през резистора R7 се подава към регулатора на тока. Благодарение на преобразувателя на напрежение, устройството може да се захранва от тествания източник на захранване. В същото време минималното входно напрежение е 0,8 ... 1 V, което прави възможно използването на предложения еквивалент за проверка и измерване на параметрите на Ni-Cd и Ni-MH батерии с размер AA или AAA.
На операционния усилвател DA1.1 и транзистора VT1 е монтиран ограничител на захранващото напрежение на преобразувателя. С входно напрежение по-малко от 3,8 V на изхода на операционния усилвател DA1.1има напрежение около 4 V, транзисторът VT1 е напълно отворен и захранващото напрежение се подава към преобразувателя. Когато входното напрежение надвиши 3,8 V, напрежението на изхода на операционния усилвател DA1.1 намалява, така че нарастването на напрежението на емитера на транзистора VT1 спира и той остава стабилен. Необходим е ограничител на напрежението, тъй като ограничението на захранващото напрежение на преобразувателния чип (DA2) е 6 V.
Конструкция и детайли на фиктивния товар
За токовия сензор от серията RC се използват постоянни резистори (размер 2512, максимална разсейвана мощност 1 W), останалите - RN1-12 размер 1206 или 0805, променливи - SP4-1, SPO. Всички кондензатори за повърхностен монтаж, оксидни - танталови размери B или C, останалите - керамични, а кондензаторът C6 се монтира директно върху клемите на транзистора. Конектор X1 е винтова клема, предназначена за необходимия ток. Транзистор BC846 може да бъде заменен с транзистор от серията KT3130, а IRL2910 - с транзистор 1RL3705N, IRL1404Z или друго мощно полево превключване с прагово напрежение не повече от 2,5 V. Индуктор - за повърхностен монтаж SDR0703 или с проводници EC24.
Всички елементи, с изключение на променлив резистор, полеви транзистор, конектор, вентилатор и кондензатор C6, са монтирани върху едностранна печатна платка, изработена от фибростъкло с дебелина 1 ... 1,5 mm, нейният чертеж е показан на фиг. 2. Използван е радиатор с вентилатор за напрежение 12 V от процесор на персонален компютър. Транзисторът и конекторът са прикрепени към радиатора с винтове, а платката е залепена. Използването на термопроводима паста за транзистора е задължително. Електродвигателят на вентилатора започва да се върти при входно напрежение 3...4 V и при 8...10 V обдухва доста ефективно радиатора. За този вариантДизайнът използва сензор за ток с общо съпротивление от 0,05 Ohm и разсейвана мощност от 8 W, така че максималният еквивалентен ток е 12 ... 13 A, а максималната разсейвана мощност не надвишава 100 W. Чрез използването на по-мощни резистори като сензор за ток и по-ефективно разсейване на топлината, както разсейването на тока, така и разсейването на мощността могат да бъдат съответно увеличени. Максималното входно напрежение в този случай зависи от допустимото захранващо напрежение на вентилатора.
Устройството е поставено в кутия с подходящ размер (подходяща е кутия от захранване на персонален компютър), на предния панел са монтирани входни жакове, свързани към конектор X1 и променлив резистор, който може да бъде оборудван с градуирана скала. Радиаторът трябва да бъде изолиран от металния корпус, тъй като е галванично свързан с дренажа на FET.
Максималната стойност на тока се задава чрез избор на резистор R7, докато плъзгачът на променливия резистор R8 трябва да е в горна позиция според диаграмата. Тъй като моторът на вентилатора е свързан директно към входния конектор, токът, консумиран от него, се добавя към тока на регулатора, така че когато входното напрежение се промени, общият ток също се променя. За да бъде този ток стабилен, долният изход на електродвигателя според схемата е свързан не към отрицателната захранваща линия, а към източника на полевия транзистор, както е показано на фиг. 1 с пунктирана линия.
Фиктивно натоварване може да се използва за тестване на 50 Hz променливотокови захранвания, като понижаващи трансформатори. В този случай устройството е свързано (спазвайки полярността) към изхода на токоизправителния мост, в който е желателно да се използват диоди на Шотки. Между положителния извод на кондензатора C1 и точката на свързване на резистора R3 и колектора на транзистораVT1 инсталирайте диод от същия тип като VD1, а капацитетът на кондензатора C2 трябва да се увеличи до 100 микрофарада. В диоден мост диодите трябва да бъдат оценени за еквивалентен ток. Трябва да се отбележи, че в този случай минималното и максималното допустимо напрежение ще се увеличи с размера на спада на напрежението през мостовите диоди и допълнителния диод.
ЛИТЕРАТУРА 1. Нечаев И. Еквивалентен товар. – Радио, 2007, бр.3, с. 34. 2. Нечаев И. Универсален еквивалент на натоварване. - Радио, 2005, бр.1, с. 35. 3. Нечаев И. Универсален еквивалент на натоварване. – Радио, 2002, бр.2, с. 40, 41.
Източник: Радио № 8 2013 г. Автор: И. Нечаев, Москва