Еквівалент навантаження для перевірки джерел живлення. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Еквівалент навантаження для перевірки джерел живлення. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Блоки живлення

Коментарі до статті

Багато радіоаматорів, збираючи джерела живлення для різних пристроїв, стикаються з необхідністю перевірити їх перед використанням за призначенням. Пропонований прилад дозволяє автоматично визначати максимальний струм навантаження джерела за 5-відсотковим спадом його вихідної напруги або знімати навантажувальну характеристику вручну.

Якось у мене виникла потреба перевірити вихідні параметри блоку живлення. Не виявивши у своїх запасах відповідних резисторів навантаження, я вирішив зібрати транзисторний регульований еквівалент навантаження. Оскільки опис готової конструкції знайти не вдалося, я вирішив розробити і зібрати такий прилад самостійно.

Технічні характеристики

Максимальна напруга джерела, що перевіряється, В .....30
Поріг спрацьовування струмового захисту, А.......9
Напруга живлення еквівалента, В.......15...30
Споживаний струм, мА......250

Рис. 1 (натисніть , щоб збільшити)

Схема еквівалента навантаження представлена рис. 1. Ним керує мікроконтролер DD1, завдяки чому стало можливим відображати на РКІ HG1 напруга джерела, що перевіряється, і струм, що віддається їм.

Після включення еквівалента програма мікроконтролера протягом 3 с виводить на РКІ номер своєї версії, після чого включає світлодіод зеленого кольору свічення HL2 сигналізуючи про готовність до роботи. Тепер можна підключити вхід еквівалента до виходу джерела, що перевіряється. Після короткого натискання на кнопку SB1 "+" прилад перейде в ручний режим роботи, якщо утримувати її натиснутою не менше 0,5 с, буде включено автоматичний режим.

В автоматичному режимі насамперед заміряється напруга джерела, що перевіряється на холостому ходу, потім струм навантаження поступово збільшується, поки напруга не знизиться на 5 % або струм не досягне межі 9 А.

Напруга, що надходить від джерела, що перевіряється, знижується резистивним дільником R1R2 для вимірювання значення, допустимого для вбудованого в мікроконтролер DD1 АЦП. Повторювач напруги на ОУ DA2.1 має низький вихідний опір, що необхідне правильної роботи АЦП.

Регульованим навантаженням джерела, що перевіряється служить транзистор VT3. На його базу через повторювач на ОУ DA1.1, дільник напруги R5R3 і емітерний повторювач на транзисторі VT1 надходить виділена ланцюгом R6C1, що інтегрує, постійна складова імпульсів, формованих мікроконтролером на виході RC2. Чим більший коефіцієнт заповнення імпульсів (відношення їх тривалості до періоду повторення), тим більше постійна складова, тим сильніше відкритий транзистор VT3 і більше струм навантаження джерела, що перевіряється. Пропорційна цьому струму напруга, знята з резистора R7, підсилювач на ОУ DA2.2 доводить до прийнятного АЦП мікроконтролера значення.

В автоматичному режимі програма поступово збільшує тривалість імпульсів, і струм зростає, поки напруга джерела, що перевіряється, не знизиться на 5 % відносно вихідного. Далі зростання струму припиняється, і на РКІ можна прочитати значення напруги і струму, що встановилися. У ручному режимі струм навантаження регулюють натисканнями на кнопки SB1 "+" та SB2"-", зчитуючи значення напруги та струму з індикатора HG1.

У відсутності перевантаження струму на виході RC7 встановлений високий рівень напруги. Тому польовий транзистор VT2 відкритий і впливає працювати пристрою. Але як струм перевищить граничне значення 9 А, мікроконтролер встановить на виході RC7 низький рівень напруги і транзистор VT2 закриється, розірвавши ланцюг навантаження джерела, що перевіряється. На РКІ з'явиться повідомлення про перевантаження.

Щоб після усунення причин перевантаження повернути еквівалент у робочий режим, слід натиснути кнопку SB1. Мікроконтролер знову встановить на виході RC7 високий рівень, відкривши транзистор VT2.

За виміром і виведенням на РКІ значень напруги і струму в програмі слід вимірювати датчик BK1 температури тепловідведення, на якому встановлені транзистори VT2 і VT3. Це виявилося дуже важливим, оскільки при постійному струмі бази струм колектора транзистора VT3 сильно зростає з підвищенням температури. Залежно від виміряного значення температури тепловідведення програма робить таке:

1. Якщо температура не перевищує 35 °C, встановлює на виходах RC5 та RC6 мікроконтролера низькі логічні рівні. Транзистори VT4 та VT5 закриті, вентилятор M1 вимкнений.

2. Якщо температура знаходиться в інтервалі 35...56 оС, встановлює на виході RC5 високий, а на виході RC6

низький рівень, відкриваючи транзистор VT4 та включаючи першу швидкість вентилятора M1.

3. Якщо температура вище 56 оС, встановлює на виході RC5 низький, а на виході RC6 високий рівень закриваючи транзистор VT4, відкриваючи VT5 і включаючи цим другу (підвищену) швидкість обертання вентилятора.

4. Якщо температура перевищила 70 оС, встановлює низький рівень на виході RC7, закриваючи цим транзистор VT2 і перериваючи струм навантаження джерела, що перевіряється. Крім того, вона вимикає зелений світлодіод HL2 та включає червоний HL1. Вентилятор продовжує працювати, охолоджуючи транзистори, а на РКІ з'являється повідомлення "Перегрівання йде продування" і ведеться відлік часу до завершення цієї операції. Після повідомлення "Продувка завершена" еквівалент переходить у звичайний режим, замкнувши ланцюг навантаження джерела, що перевіряється, вимкнувши червоний світлодіод HL1 і ввімкнувши зелений HL2.

Крім виміряних значень струму і напруги, на РКІ HG1 виводиться значення регістра CCPR1L мікроконтролера, від якого залежить тривалість імпульсів, що формуються. Воно побічно характеризує ступінь відкриття регулюючого струму транзистора VT3. Кожні 250 мкс перевіряється, чи не перевищив струм 9 А. Якщо це сталося, ланцюг навантаження джерела, що перевіряється, розривається.

Еквівалент навантаження для перевірки джерел живлення
Рис. 2

Прилад зібраний на односторонній друкованій платі із фольгованого склотекстоліту, зображеної на рис. 2. У ньому можна використовувати будь-які постійні резистори потужністю 0,125 Вт, наприклад, МЛТ. Резистор R7 - SQP-10 або інший дротяний потужністю 10 Вт. Якщо планується застосовувати прилад для перевірки струму понад 5 А, цей резистор бажано забезпечити тепловідведенням. Підстроювальні резистори R10 і R16 - імпортні PV37W. Конденсатори С1 – С3, С5 – оксидні фірми Jamicon, інші – керамічні.

Транзистори VT2 і VT3 встановлені окремо від плати на тепловідводі від процесора Pentium 4. Від нього використаний і двошвидкісний вентилятор M1. Провід, що з'єднує транзистори VT2 і VT3 з платою і між собою, повинен мати переріз не менше 1 мм2. Поруч із транзисторами на тепловідводі закріплений датчик температури BK1. Замість вказаного на схемі датчика DS18S20 можна використовувати DS1820.

Для інтегральних стабілізаторів DA3 та DA4 тепловідведення не потрібно. Струм, споживаний еквівалентом навантаження від джерела живлення, не перевищує 250 мА і витрачається в основному на підсвічування табло РКІ. При заміні індикатора зазначеного на схемі типу WH1602D можна підбіркою резистора R17 зменшити струм споживання до 90 мА. Якщо ж зовсім відключити підсвічування, він знизиться ще більше.

Налагодження еквівалента виконується у такому порядку. Насамперед, до його входу підключають джерело постійної напруги 10.12, значення якого виміряно якомога точніше цифровим вольтметром. Перевівши еквівалент у ручний режим, переконуємося, що значення напруги на його РКІ збігається із показаннями цифрового вольтметра. Відмінність усуваємо добіркою резистора R1.

Для калібрування вимірювача струму включаємо послідовно між джерелом напруги та еквівалентом навантаження амперметр. Встановивши в цьому ланцюзі струм близько 2 А, порівнюємо його показання зі значенням, виведеним на РКІ еквівалента. За допомогою підрядкового резистора R10 домагаємося збігу. Далі, збільшуючи та зменшуючи струм натисканнями на кнопки SB1 та SB2, переконуємось, що показання збігаються у всьому інтервалі його зміни. Після цього фіксуємо двигун підстроювального резистора R10 лаком, що швидко сохне.

На завершення – одна порада. Після того, як всі деталі впаяні в друковану плату, необхідно ретельно видалити залишки флюсу (каніфолі). Як виявилося, витоки, що створюються ними, між друкованими провідниками можуть порушити правильну роботу приладу. Виявивши такі порушення, я перевірив усі друковані провідники плати на взаємні замикання та урвища, але не виявив їх. А після промивання усі проблеми зникли. Я використовував розчинник "Титан", який випускається у формі аерозолю та чудово видаляє залишки флюсу.

Задані в програмі пороги зменшення напруги пристрою, що перевіряється під навантаженням і спрацьовування струмового захисту, можна змінити, але для цього потрібне втручання у вихідний текст програми (є в програмі файл rez.asm). Інформація про пороги записана в перших рядках, як показано в таблиці.

Еквівалент навантаження для перевірки джерел живлення

Значення, що є там, обов'язково повинні бути виражені цілими числами: струм - в міліамперах, зниження напруги - у відсотках. Внісши зміни, програму слід відтранслювати заново та завантажити в пам'ять мікроконтролера отриманий HEX-файл.

Файл друкованої плати у форматі Sprint Layout та програму мікроконтролера можна завантажити з ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/06/rez.zip.

Автор: Кулдошин

Дивіться інші статті розділу Блоки живлення.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву

Сітківка зі стовбурових клітин 07.12.2011

Група японських біологів з Інституту біології розвитку в місті Кобе змогла виростити зі стовбурових клітин ембріона миші сітківку ока.

Ці клітини здатні давати початок будь-яким спеціалізованим клітинам. Коли їх помістили на спеціальне живильне середовище, вони не тільки перетворилися на клітини сітківки, а й спонтанно склалися в зоровий келих діаметром близько 0,2 міліметра – ембріональний зачаток ока.

Готується такий самий експеримент зі стовбуровими клітинами людини. Ці досліди можуть призвести до способу вирощування нової сітківки замість пошкодженої.

Інші цікаві новини:

▪ Антибіотики сприяють ожирінню

▪ Новий бойовий літак Airbus

▪ Формула щастя

▪ Нові DC/DC-перетворювачі FAN2011 та FAN2012

▪ Інноваційні джерела живлення TDK-Lambda DRF

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Електробезпека, пожежна безпека. Добірка статей

▪ стаття Лика не в'яже. Крилатий вислів

▪ стаття Звідки з'явилася капуста? Детальна відповідь

▪ стаття Випробування запобіжних поясів, переносних драбин і драбин. Типова інструкція з охорони праці

▪ стаття Ліхтарик з акумуляторами, що заряджаються від сонячних елементів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Каракалпакські прислів'я та приказки. Велика добірка

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт