Alle an der Konstruktion von Stromversorgungsgeräten beteiligten Elektroniker stehen früher oder später vor dem Problem des Fehlens eines Lastäquivalents oder der Funktionseinschränkungen der vorhandenen Lasten sowie deren Abmessungen. Glücklicherweise hat das Erscheinen billiger und leistungsstarker Feldeffekttransistoren auf dem russischen Markt die Situation etwas korrigiert.
Es tauchten Amateur-Designs elektronischer Lasten auf der Basis von Feldeffekttransistoren auf, die sich besser für den Einsatz als elektronischer Widerstand eignen als ihre bipolaren Gegenstücke: bessere Temperaturstabilität, fast kein Kanalwiderstand im offenen Zustand, niedrige Steuerströme - die Hauptvorteile, die bestimmen die Präferenz ihres Einsatzes als Regelkomponente in leistungsstarken Geräten. Darüber hinaus gab es eine Vielzahl von Angeboten von Herstellern von Geräten, deren Preise mit einer Vielzahl von Modellen elektronischer Lasten gefüllt sind. Da die Hersteller ihre hochkomplexen und multifunktionalen Produkte namens "Elektronische Last" jedoch hauptsächlich auf die Produktion konzentrieren, sind die Preise für diese Produkte so hoch, dass sie sich nur sehr wohlhabende Personen leisten können. Es ist zwar nicht ganz klar, warum eine wohlhabende Person eine elektronische Last braucht.
Eine industrielle Manufaktur mit Ausrichtung auf den Amateurmaschinenbau ist mir nicht aufgefallen. Sie müssen also wieder alles selbst machen. Äh ... Fangen wir an.
Vorteile der elektronischen Dummyload
Warum sind elektronische Lastäquivalente im Prinzip herkömmlichen Mitteln (starke Widerstände, Glühlampen, thermische Heizgeräte und andere Geräte) vorzuziehen, die häufig von Designern beim Einrichten verschiedener Leistungsgeräte verwendet werden?
Die Antwort auf diese Frage kennen die Bürger des Portals zum Thema Design und Reparatur von Netzteilen zweifellos. Ich persönlich sehe zwei Faktoren als ausreichend, um in meinem "Labor" eine elektronische Last zu haben: kleine Abmessungen, die Möglichkeit, die Lastleistung mit einfachen Mitteln in einem großen Bereich zu regeln (da wir die Lautstärke oder die Ausgangsspannung des Netzteils anpassen) - mit einem gewöhnlichen variablen Widerstand und nicht durch die starken Kontakte des Schalters, des Rheostat-Motors usw.).
Darüber hinaus können die "Aktionen" einer elektronischen Last leicht automatisiert werden, wodurch es einfacher und komplexer wird, ein Leistungsgerät mit einer elektronischen Last zu testen. Dadurch werden natürlich Augen und Hände des Ingenieurs frei und die Arbeit wird produktiver. Aber über die Freuden aller möglichen Schnickschnack und Perfektion - nicht in diesem Artikel und vielleicht von einem anderen Autor. In der Zwischenzeit - eine andere Art von elektronischer Last - Impuls.
Merkmale der Impulsversion des EN
Analoge elektronische Lasten sind sicherlich gut, und viele von denen, die EN beim Einrichten von Leistungsgeräten verwendet haben, wissen seine Vorteile zu schätzen. Pulse EHs haben ihren eigenen Geschmack, der es ermöglicht, den Betrieb der Stromversorgung mit einer gepulsten Natur der Last zu bewerten, wie zum Beispiel den Betrieb von digitalen Geräten. Leistungsstarke Verstärker mit Tonfrequenzen wirken sich auch charakteristisch auf Netzteile aus, daher wäre es schön zu wissen, wie sich ein für einen bestimmten Verstärker berechnetes und gefertigtes Netzteil unter einer bestimmten Lastbeschaffenheit verhält.
Bei der Diagnose reparierter Netzteile macht sich auch der Effekt der Verwendung einer gepulsten EN bemerkbar. So wurde beispielsweise mit Hilfe einer gepulsten EN eine Fehlfunktion eines modernen Computer-Netzteils festgestellt. Die erklärte Fehlfunktion dieses 850-Watt-Netzteils lautete wie folgt: Bei der Arbeit mit diesem Netzteil schaltete sich der Computer bei der Arbeit mit jeder Anwendung jederzeit willkürlich ab, unabhängig von der Stromaufnahme zum Zeitpunkt des Herunterfahrens. Beim Testen unter normaler Last (ein paar starke + 3 V, + 5 V Widerstände und + 12 V Halogenlampen) funktionierte dieses Netzteil mehrere Stunden mit einem Knall, obwohl die Lastleistung 2/3 der angegebenen Leistung betrug. Die Störung trat auf, als der Impuls EN an den + 3V-Kanal angeschlossen wurde und das Netzteil abschaltete, sobald der Amperemeter-Pfeil die Division 1A erreichte. In diesem Fall überschritten die Lastströme für jeden der anderen positiven Spannungskanäle 3 A nicht. Die Aufsichtstafel stellte sich als defekt heraus und wurde durch eine ähnliche ersetzt (zum Glück gab es das gleiche Netzteil mit durchgebranntem Netzteil), woraufhin das Netzteil normal mit dem für das gebrauchte Exemplar zulässigen Maximalstrom arbeitete der gepulsten EN (10A), die in diesem Artikel beschrieben wird.
Idee
Die Idee, eine gepulste Last zu erstellen, entstand vor langer Zeit und wurde erstmals 2002 umgesetzt, jedoch nicht in der heutigen Form und auf einer anderen Elementbasis und zu etwas anderen Zwecken, und damals gab es für mich keinen ausreichenden Anreiz persönliche und andere Gründe für die Entwicklung dieser Idee. Jetzt sind die Sterne anders und für die nächste Verkörperung dieses Gerätes ist etwas zusammengekommen. Andererseits hatte das Gerät ursprünglich einen etwas anderen Zweck - die Überprüfung der Parameter von Impulstransformatoren und Drosseln. Aber das eine stört das andere nicht. Übrigens, falls jemand mit diesem oder einem ähnlichen Gerät induktive Bauelemente studieren möchte: Nachfolgend finden Sie das Archiv der Artikel ehrwürdiger (im Bereich der Leistungselektronik) Ingenieure zu diesem Thema.
Was also ist die „klassische“ (analoge) EN im Prinzip? Stromstabilisator im Kurzschlussmodus. Und nichts weiter. Und es wird richtig sein, wer in einem Anfall von jeder Art von Leidenschaft die Ausgangsklemmen des Ladegeräts oder Schweißgeräts schließt und sagt: Das ist eine elektronische Last! Es ist natürlich keine Tatsache, dass ein solcher Kurzschluss weder für die Geräte noch für den Bediener selbst nachteilige Folgen haben wird, aber beide Geräte sind in der Tat Stromquellen und könnten nach einiger Verfeinerung durchaus die Rolle eines eine elektronische Last, wie jede andere beliebig primitive Stromquelle. Der Strom im analogen EN hängt von der Spannung am Ausgang des getesteten Netzteils ab, dem ohmschen Widerstand des Feldeffekttransistorkanals, der durch die Spannung an seinem Gate eingestellt wird.
Der Strom in einem gepulsten EN hängt von der Summe der Parameter ab, zu denen die Impulsbreite, der Mindestwiderstand des offenen Kanals des Ausgangsschalters und die Eigenschaften des getesteten Netzteils (Kapazität der Kondensatoren, Induktivität der Leistung) gehören Speisedrosseln, Ausgangsspannung).
Bei geöffnetem Schlüssel bildet die EN einen kurzzeitigen Kurzschluss, bei dem die Kondensatoren des geprüften Netzteils entladen werden und die Drosseln (sofern sie im Netzteil enthalten sind) in die Sättigung gehen. Der klassische Kurzschluss tritt jedoch nicht auf, da die Impulsbreite ist durch Mikrosekundenwerte zeitlich begrenzt, die den Wert des Entladestroms der Stromversorgungskondensatoren bestimmen.
Gleichzeitig ist die Überprüfung des Impulses EN bei dem getesteten Netzteil extremer. Andererseits offenbart eine solche Überprüfung weitere "Stolperfallen", bis hin zur Qualität der dem Versorgungsgerät zugeführten Zuleitungen. Wenn also ein gepulster EH an ein 12-Volt-Netzteil mit Anschlusskupferdrähten mit einem Kerndurchmesser von 0,8 mm und einem Laststrom von 5 A angeschlossen wurde, zeigte das Oszillogramm des EH Pulsationen, die eine Folge von Rechteckpulsen mit . waren ein Hub von bis zu 2 V und stachelige Überspannungen mit einer Amplitude gleich der Versorgungsspannung. An den Anschlüssen des Netzteils selbst gab es praktisch keine Pulsationen von der EN. An der EN selbst wurden die Welligkeiten minimiert (weniger als 50 mV), indem die Anzahl der Adern jedes Leiters, der die EN selbst versorgt, erhöht wurde - bis zu 6. Bei der "zweiadrigen" Version ist die minimale Welligkeit, vergleichbar mit der "sechs -Kern" wurde durch den Einbau eines zusätzlichen Elektrolytkondensators mit einer Kapazität von 4700 mF an den Anschlusspunkten Zuleitungen mit Last erreicht. Beim Aufbau einer Stromversorgung kann eine gepulste EN also sehr nützlich sein.
Planen
EN ist auf gängigen (aufgrund der großen Anzahl recycelter Computernetzteile) Komponenten aufgebaut. Der EN-Kreis enthält einen Generator mit einstellbarer Frequenz und Pulsbreite, Thermo- und Stromschutz. Der Generator wird auf PWM hergestellt TL494.
Die Frequenz wird durch einen variablen Widerstand R1 gesteuert; Arbeitszyklus - R2; thermische Empfindlichkeit - R4; Strombegrenzung - R14.
Der Generatorausgang wird von einem Emitterfolger (VT1, VT2) gespeist, um mit der Kapazität der Gates von Feldeffekttransistoren von 4 oder mehr zu arbeiten.
Der Generatorteil der Schaltung und die Pufferstufe an den Transistoren VT1, VT2 können von einer separaten Stromquelle mit einer Ausgangsspannung von +12 ... 15V und einem Strom von bis zu 2A oder aus dem +12V-Kanal des getesteten versorgt werden Energieversorgung.
Der Ausgang des EN (Drain des Feldeffekttransistors) wird mit dem „+“ des geprüften Netzteils verbunden, die gemeinsame Ader des EN wird mit der gemeinsamen Ader des Netzteils verbunden. Jedes der Gates von Feldeffekttransistoren (bei deren Gruppenverwendung) muss mit einem eigenen Widerstand mit dem Ausgang der Pufferstufe verbunden sein, um die Differenz der Gate-Parameter (Kapazität, Schwellenspannung) auszugleichen und den Synchronbetrieb sicherzustellen der Schalter.
Die Fotos zeigen, dass sich auf der EN-Platine ein Paar LEDs befindet: Grün ist die Lastleistungsanzeige, Rot zeigt den Betrieb der Mikroschaltungsfehlerverstärker bei einer kritischen Temperatur (konstantes Leuchten) oder wenn der Strom begrenzt ist (kaum wahrnehmbares Flackern) . Der Betrieb der roten LED wird durch eine Taste am KT315-Transistor gesteuert, dessen Emitter mit dem gemeinsamen Draht verbunden ist; Basis (über einen 5-15kOhm Widerstand) mit Pin 3 der Mikroschaltung; Kollektor - (über einen 1,1 kOhm-Widerstand) mit der Kathode der LED, deren Anode mit den Pins 8, 11, 12 des DA1-Mikroschaltkreises verbunden ist. Dieser Knoten wird im Diagramm nicht angezeigt, weil ist nicht zwingend erforderlich.
Zum Widerstand R16. Wenn ein Strom von 10 A durch ihn fließt, beträgt die Verlustleistung am Widerstand 5 W (bei dem im Diagramm angegebenen Widerstand). In einem echten Design wird ein 0,1-Ohm-Widerstand verwendet (die erforderliche Nennleistung wurde nicht gefunden) und die Verlustleistung an seinem Gehäuse bei demselben Strom beträgt 10 W. Die Temperatur des Widerstands ist viel höher als die Temperatur der EN-Tasten, die sich (bei Verwendung des auf dem Foto gezeigten Heizkörpers) nicht sehr stark erwärmen. Daher ist es besser, den Temperatursensor am R16-Widerstand (oder in unmittelbarer Nähe) zu installieren und nicht am Heizkörper mit EN-Schlüsseln.
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