Jako że autor projektu budował dwa zasilacze, potrzebował sztucznego obciążenia, aby móc je przetestować – poniżej przedstawione jest jego urządzenie, powstałe w oparciu jedynie o posiadane w pracowni elementy elektroniczne. Jednym z głównych problemów jest fakt umieszczenia całości urządzenia w drewnianej obudowie – w jej miejsce należy koniecznie zastosować obudowę metalową bądź plastykową. W założeniu urządzenie powinno być proste, ale wyposażone w podstawowe obwody zabezpieczające – autor zastosował więc układ regulujący maksymalną moc rozpraszaną, aby chronić „serce” urządzenia – tranzystor mocy.
Parametry układu są następujące:
- Regulacja prądu w zakresie 0-10A
- Maksymalne napięcie wejściowe: 40V
- Maksymalna moc rozpraszana: 100W (układ limitujący ze wskaźnikiem LED)
- Regulacja prądu: analogowa, 10-obrotowy potencjometr
- Wskaźnik prądu: analogowy amperomierz
- Zasilanie zewnętrzne: 12V/0,3A
- Bezpiecznik: 15A
Początkowo układ miał być zasilany z badanego zasilacza, ale autor zarzucił ten pomysł ze względu na konieczność zastosowania wiatraka do chłodzenia radiatora. Urządzenie jest więc zasilane z zewnętrznego źródła 12V/0,3A; układ TC962 generuje napięcie ujemne (-12V) do zasilania wzmacniaczy operacyjnych. Wbudowany filtr RC filtruje napięcie zasilania, redukując szumy. Napięcie odniesienia +4,096V jest uzyskiwane dzięki układowi MCP1541.
Główny tranzystor mocy to BU941, tranzystor NPN w układzie Darlingtona, wytrzymujący prądy do 15A i zdolny do rozproszenia mocy rzędu 155W. Tranzystor jest przymocowany bezpośrednio do radiatora, bez jakiejkolwiek izolacji elektrycznej – zapewnia to lepsze przewodzenie ciepła.
Jako bocznik wykorzystano rezystor wbudowany w amperomierz (ok. 5,2 mΩ). Znajomość dokładnej wartości oporu nie jest konieczna, układ może być skalibrowany przy użyciu potencjometru R28 (vide schemat).
Najważniejszym wzmacniaczem w całym urządzeniu jest układ U3 – wybrana została tu kostka MAX430, która jest wzmacniaczem operacyjnym z przetwarzaniem; o maksymalnym offsecie napięcia wejściowego wynoszącym 10 µV.
Prąd obciążenia jest ustalany za pomocą 10-obrotowego potencjometru R23. Napięcie przyłożone na końcówki potencjometru jest kontrolowane za pomocą włącznika i układu limitującego. Układ limitujący napięcie jest prostym, analogowym układem mnożącym, zbudowanym w oparciu o kostkę U8. Układ ma 3 wejścia: Vx (Vin), Vy (Iin) i Vw (stały dzielnik). Sygnał wyjściowy jest zdefiniowany zależnością Vpwr = (Vx*Vy)/Vw. R9 służy do dobierania Vw tak, aby Vpwr wynosiło 4V przy 100W. R18 służy do ustalania maksymalnej mocy – kiedy jest wyższa, niż ustalona, na wyjściu układu U4B następuje spadek napięcia, przez co osiągane jest zmniejszenie obciążenia źródła. Układ U6 służy do wykrywania takiego stanu i sygnalizowania go diodą LED. Wartość rezystora R14 została dobrana tak, aby zapewnić spadek napięcia dla układu U4B i zabezpieczyć wejście układu U6 przed napięciami ujemnymi.
W przypadku, gdy 100W mocy stanowi zbyt wielkie obciążenie dla tranzystora, należy obniżyć maksymalną wartość do 90 lub nawet 80W. Można również zastosować bardziej wydajne chłodzenie.
Źródło
Fajne? Ranking DIY
