Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Sztuczne obciążenie do testowania zasilaczy

Kubald 07 Paź 2012 17:59 10317 8
  • Sztuczne obciążenie do testowania zasilaczy

    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.

    Sztuczne obciążenie do testowania zasilaczy

    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
  • #3 08 Paź 2012 19:59
    karol.l
    Poziom 8  

    Tak się nie sprawdza zasilaczy ,praca statyczna nie jest wyznacznikiem konstrukcji ale dynamiczna tak.Dlatego brakuje mi tutaj generatora .

  • #4 08 Paź 2012 21:20
    Freddy
    Poziom 43  

    karol.l napisał:
    Tak się nie sprawdza zasilaczy ,praca statyczna nie jest wyznacznikiem konstrukcji ale dynamiczna tak.Dlatego brakuje mi tutaj generatora .

    Mógłbyś kolego rozwinąć swoją myśl, bo nie za bardzo wiem o co chodzi z tym generatorem.

  • #5 08 Paź 2012 22:27
    szeryf.rm
    Poziom 22  

    Oczywiście wiadomo o co chodzi koledze. Nie liczy się praca statyczna zasilacza. Do tego można użyć tanich żarówek i sprawdzić bez kłopotu. Liczy się np. odpowiedź impulsowa, a żeby to sprawdzić potrzebny jest generator, który włącza i wyłącza obciążenie.

    Dodano po 1 [minuty]:

    PS. to tak jak ze zniekształcenia TIM we wzmacniaczach. Na sinusoidzie ich nie widać :).

  • #6 08 Paź 2012 23:02
    olinek2
    Poziom 23  

    szczodros napisał:
    My Polacy zrobiliśmy lepsze :D Co prawda w oparciu o obcojęzyczny filmik ale zawsze. https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1891705.html


    No raczej nie, bo tu obciążenie jest na stałą moc, a nie na stały prąd :)

    Co do generatora, to też mocno ogranicza jego zastosowanie szybkość samego źródła prądowego która ograniczy stromość "skoku" :)

    Co do sensu wykorzystania na stałe obciążenie, to Kolega się nieco myli. Fakt że odpowiedź impulsowa dużo potrafi powiedzieć o stabilizatorze, ale fakt wytrzymałości mocowej w wielu zastosowaniach jest również bardzo ważny, a w wielu wypadkach przytoczone żarówki to zbyt mało.

  • #7 08 Paź 2012 23:22
    szeryf.rm
    Poziom 22  

    Na stałe obciążenie żarówki to za mało? :) Chyba choinkowe :P. Wyznaczenie charakterystyki napięcia od prądu/mocy wszystko jedno czego to jedno, a przydatność to drugie. Pełna charakterystyka dobra rzecz ale potrafi popłynąć z czasem i zmianami i faktycznie wymaga powtórek przy testach, bo powtarzalność potrafi być różna. Pomimo to test pod pełnym obciążeniem żarówki załatwiają bez problemów. Mój rekord to test 100x żarówek 50W halogenów 12V równolegle podłączonych pod zasilacz. Zapewniam, że zasilacz wytrzymał. Żarówki również. Kable trzeba było zastosować jak palce ale dały radę. To był wtedy test wytrzymałości, ale testu impulsowego nie potrzebowałem, więc nie przeprowadzałem :).

    Co do odpowiedzi impulsowej i czasu przełączania to nie rozumiem tutaj zastrzeżenia. Przecież taki test wymaga dobrze zrobionego układu a ja nie napisałem jaka ma być jego charakterystyka i w ogóle nie zagłębiłem się w ten temat, więc nie bardzo wiem skąd pojawiła się polemika co do stromości, tak jakbym ja o tym wspominał :). Zwyczajnie takie testy się przeprowadza a przyrządy pomiarowe to inna sprawa i ważne żeby były dobre.

  • #8 08 Paź 2012 23:29
    olinek2
    Poziom 23  

    No nie wiem, ja realizuję testery oparte o źródła prądowe zdolne rozproszyć moce ponad kW mocy przez dłuższy czas, wykorzystywane np. do testowania zasilaczy komputerowych. Jeśli chodzi o moce kilku kW to też nie są mi obce choćby podczas projektowana i odpalania np. spawarek invertorowych (choć tam wolę wykorzystywać specjalną spiralę z możliwością przełączania oporności :)).
    Poza tym żarówki nie zawsze mają odpowiednią charakterystykę dla wszystkich zasilaczy, niektóre mają obwody przeciwprzeciążeniowe które działają na zasadzie zatrzasku i niestety bez kombinowanego przełączania żarówek nie da się takiego zasilacza prawidłowo obciążyć bez jego wyłączenia.

  • #9 08 Paź 2012 23:43
    szeryf.rm
    Poziom 22  

    No tak, ale Ty opisujesz właśnie dziwne przypadki z wyłącznikami elektronicznymi przeciwprzeciążeniowymi itd. Ja nie mam takich przypadków na myśli u siebie, bo testy, to zasilacze nie miały nic do gadania w przeciążeniu, miały zwyczajnie sobie z nim poradzić przez moment. Raz robiłem test mniejszego zasilacza, sprawdzając ile wytrzyma maksymalnego obciążenia na żarówkach, które specjalnie włączałem i wyłączałem właśnie wykorzystując ich chamską charakterystykę :). Różne rzeczy są potrzebne. Jak trzeba płynnie narastającego obciążenia od nieskończoności do 0,xxxxxxxxxx ohma to trzeba kombinować, ale jak nie trzeba, to żarówki wystarczą.

    Jako ciekawostkę dodam, że czasami łatwo się robiło tranzystor dużej mocy typu IRF/IRL/IRPF/inne (jeden/dwa/więcej) i zwykły potencjometr + żarówki. Wystarczyło do bezpiecznego obejścia przeciwprzeciążeniowego układu.

    Swoją drogą największe wyzwanie to było jak robiłem test tranzystora na dużym zasilaczu przy wielu żarówkach i płynnym starcie. 20 sztuk tranzystorów umarło po 30zł każdy zanim się zorientowałem, że to nie o żarówki chodzi :). A myślałem, że to przez zimne żarówki. Pozory mylą. Co było nie tak? W zasadzie układ sterowania tranzystorem był ok, żarówki ok, zasilacz ok... spuszczam zasłonę milczenia na przyczynę takiego stanu. Ale można się zdziwić :).

    A tymczasem idę spać i już nie kontynuuję tematu, bo nie mam za bardzo czasu.

  Szukaj w 5mln produktów