Активная нагрузка с амперметром до 100А

Рассказать в:

Представленное устройство предназначено для тестирования и ремонта блоков питания.

Устройство можно разделить на несколько функциональных блоков (на схеме выделены штриховой линией):

 активная нагрузка,
 ампервольтметр,
 стабилизатор питания и
 регулятор вращения вентилятора.
Рассмотрим каждый узел отдельно.

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 10 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 узла: 

 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). За основу было взято устройство с данного сайта под №4678. Отличное устройство, спасибо автору за разработку. Им была 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 – как в авторском варианте.

Дальнейшим развитием ампервольтметра вижу в следующих модификациях программы МК:

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

Вид сверху устройства:  

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  

Обращаю внимание, что печатки имеют небольшие отличия от схемы. Их нужно подкорректировать.

Схема и прошивка :  Файлы к статье Активная нагрузка с амперметром до 100А
Раздел: [Изучаем микроконтроллеры]

Сохрани статью в:

Оставь свой комментарий или вопрос:


Тясячи схем в категориях:
-> Прочее
-> Измерительная техника
-> Приборы
-> Схемыэлектрооборудования
-> Источники питания (прочие полезные конструкции)
-> Теоретические материалы
-> Справочные материалы
-> Устройства на микроконтроллерах
-> Зарядные устройства (для батареек)
-> Зарядные устройства (для авто)
-> Преобразователи напряжения (инверторы)
-> Все для кулера (Вентилятора)
-> Радиомикрофоны, жучки
-> Металоискатели
-> Регуляторы мощности
-> Охрана (Сигнализация)
-> Управление освещением
-> Таймеры (влажность, давление)
-> Трансиверы и радиостанции
-> Конструкции для дома
-> Конструкции простой сложности
-> Конкурс на лучшую конструкцию на микроконтроллерах
-> Конструкции средней сложности
-> Стабилизаторы
-> Усилители мощности низкой частоты (на транзисторах)
-> Блоки питания (импульсные)
-> Усилители мощности высокой частоты
-> Приспособления для пайки и конструирования плат
-> Термометры
-> Борт. сеть
-> Измерительные приборы (тахометр, вольтметр итд)
-> Железо
-> Паяльники ипаяльные станции
-> Радиопередатчики
-> Вспомогательные устройства
-> Телевизионная техника
-> Регуляторы тембра, громкости
-> Блоки питания (лабораторные)
-> Усилители мощности низкой частоты (на микросхемах)
-> Другие устройства для усилителей
-> Cветовое оформление новогодней ёлки или праздничного зала
-> Глушилки
-> Телефонные жуки
-> Инфракрасная техника
-> Медицинская техника
-> Телефония
-> Для животного мира
-> Конструируем усилители
-> Антенны и усилители к ним
-> Звонки
-> Электронные игрушки
-> Усилители мощности низкой частоты (ламповые)
-> Управление двигателями (питание от однофазной сети)
-> Программаторы микроконтроллеров
-> Сверлилки
-> Изучаем микроконтроллеры
-> Радиоприемники
-> Сигнализации
-> Сотовая связь
-> USB-устройства
-> Блоки питания (трансформаторные)
-> Радиостанции простые в изготовлении
-> Источники питания (для усилителей)
-> Прочеее
-> защита от короткого замыкания (электронные предохранители)
-> Зарядные устройства (для радиостанций)
-> Мигалки
-> Cварочное оборудование
-> Кодовые электронные замки
-> Блоки питания (бестрансформаторные)
-> Часы
-> Управление поворотниками
-> Зажигание
-> Управление водой (насосы для скважин или колодцев, полив растений)
-> Моделирование
-> Блоки управления стеклоочистителями
-> Предварительные усилители
-> Защита от перегрузки и перегрева
-> Динамики
-> Ремонт бытовой техники
-> Дистанционное управление компьютером
-> Акустические микрофоны и преобразователи
-> Спутниковое ТВ
-> Gsm антенны, примочки, усилители, ретрансляторы.
-> Пищалки
-> Роботы
-> Ретрансляторы
-> Паяльники и паяльные станции
-> Звуковые сигнализаторы
-> Рули и джойстики
-> Схемы электрооборудования
-> Все для "кулера" (Вентилятора)
-> Работа с BGA микросхемами
-> Фильтры
-> Сабвуферы
Рейтинг@Mail.ru