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Sappiamo tutti che i negozi e i siti online cinesi vendono elettronico Kit fai da te Gli schemi con cui sono realizzati non sono stati creati dai cinesi, né dagli ingegneri sovietici. Qualsiasi operatore radioamatore confermerà che durante le ricerche quotidiane molto spesso è necessario caricare determinati schemi per identificare le caratteristiche di uscita di quest'ultimo. Il carico può essere una lampada convenzionale, una resistenza o un elemento riscaldante in nicromo.
Spesso, coloro che studiano l'elettronica di potenza devono affrontare il problema di trovare il giusto carico. Controllando le caratteristiche di uscita di un particolare alimentatore, sia esso fatto in casa o industriale, è necessario il carico, inoltre, il carico è regolabile. La soluzione più semplice a questo problema è usare i reostati di allenamento come carico.
Ma trovare potenti reostati in questi giorni è problematico, inoltre i reostati non sono anche di gomma, la loro resistenza è limitata. Esiste solo una soluzione al problema: il carico elettronico. In un carico elettronico, tutta la potenza viene assegnata agli elementi di potenza - transistor. In effetti, i carichi elettronici possono essere eseguiti a qualsiasi potenza e sono molto più universali di un reostato convenzionale. I carichi elettronici di laboratorio professionali costano un sacco di soldi.
I cinesi, come sempre, offrono innumerevoli analoghi. Una delle opzioni per un tale carico di 150 W costa solo 9-10 dollari, questo è un po 'per il dispositivo, che in importanza è probabilmente paragonabile a un alimentatore da laboratorio.
In generale, l'autore di questo AKA KASYAN fatto in casa, ha scelto di realizzare la sua versione. Trovare uno schema del dispositivo non è stato difficile.
Questo circuito utilizza un chip amplificatore operazionale lm324, che consiste di 4 elementi separati.
Se si osserva da vicino il circuito, diventa immediatamente chiaro che è costituito da 4 carichi separati collegati in parallelo, a causa dei quali la capacità di carico complessiva del circuito è diverse volte maggiore.
Questo è uno stabilizzatore di corrente ad effetto di campo convenzionale, che può essere facilmente sostituito con transistor bipolari a conducibilità inversa. Considera il principio di funzionamento sull'esempio di uno dei blocchi. L'amplificatore operazionale ha 2 ingressi: diretto e inverso, beh, 1 uscita, che in questo circuito controlla un potente transistor ad effetto di campo n-channel.
Abbiamo un resistore a bassa resistenza come sensore di corrente. Perché il carico funzioni, è necessario un alimentatore a bassa corrente da 12-15 V, o meglio è necessario per il funzionamento di un amplificatore operazionale.
L'amplificatore operazionale si impegna sempre per garantire che la differenza di tensione tra i suoi ingressi sia zero e lo fa modificando la tensione di uscita. Quando l'alimentatore è collegato al carico, si formerà una caduta di tensione sul sensore di corrente, maggiore è la corrente nel circuito, maggiore è la caduta sul sensore.
Pertanto, agli ingressi dell'amplificatore operazionale otteniamo la differenza di tensione e l'amplificatore operazionale cercherà di compensare questa differenza modificando la sua tensione di uscita aprendo o chiudendo uniformemente il transistor, il che porta a una diminuzione o ad un aumento della resistenza del canale del transistor e, di conseguenza, la corrente che scorre nel circuito cambierà .
Nel circuito abbiamo una sorgente di tensione di riferimento e un resistore variabile, la cui rotazione ci dà l'opportunità di forzare il cambiamento della tensione su uno degli ingressi dell'amplificatore operazionale, e quindi si verifica il processo di cui sopra e, di conseguenza, la corrente nel circuito cambia.
Il carico funziona in modalità lineare. A differenza di un impulso, in cui il transistor è o completamente aperto o chiuso, nel nostro caso possiamo rendere aperto il transistor di cui abbiamo bisogno. In altre parole, cambia uniformemente la resistenza del suo canale e, quindi, cambia la corrente del circuito letteralmente da 1 mA. È importante notare che il valore di corrente impostato dalla resistenza variabile non cambia a seconda della tensione di ingresso, ovvero la corrente è stabilizzata.
Nello schema abbiamo 4 blocchi di questo tipo. La tensione di riferimento viene generata dalla stessa sorgente, il che significa che tutti e 4 i transistor si apriranno uniformemente. Come hai notato, l'autore ha utilizzato potenti tasti di campo IRFP260N.
Questi sono transistor molto buoni a 45A, potenza 300W. Nel circuito abbiamo 4 transistor di questo tipo e in teoria un tale carico dovrebbe dissipare fino a 1200 W, ma purtroppo. Il nostro circuito funziona in modalità lineare. Non importa quanto sia potente il transistor, in modalità lineare tutto è diverso. La potenza di dissipazione è limitata dalla custodia del transistor, tutta la potenza viene rilasciata sotto forma di calore sul transistor e deve avere il tempo di trasferire questo calore al radiatore. Pertanto, anche il transistor più freddo in modalità lineare non è così freddo. In questo caso, il massimo che il transistor nel pacchetto TO247 può dissipare è da qualche parte circa 75 W di potenza, tutto qui.
Abbiamo capito la teoria, ora andiamo alla pratica.
Circuito stampato è stato sviluppato in un paio d'ore, il cablaggio è buono.
La scheda finita deve essere stagnata, i percorsi di potenza rinforzati con un filo di rame unipolare e tutto è pieno di saldatura per minimizzare le perdite sulla resistenza dei conduttori.
La scheda fornisce sedili per l'installazione dei transistor, sia nel pacchetto TO247 che TO220.
Nel caso di utilizzo di quest'ultimo, è necessario ricordare che il massimo di cui è capace lo chassis TO220 è un modesto 40W di potenza in modalità lineare. I sensori di corrente sono resistori da 5 W a bassa resistenza con una resistenza da 0,1 a 0,22 ohm.
Gli amplificatori operazionali sono preferibilmente montati su una presa per il montaggio senza saldatura. Per una regolazione della corrente più accurata, aggiungere un altro 1 resistore a bassa resistenza al circuito. Il primo consentirà una regolazione approssimativa, il secondo sarà più fluido.
Precauzioni. Il carico non ha protezione, quindi è necessario utilizzarlo con saggezza. Ad esempio, se nel carico sono presenti transistor da 50 V, è vietato collegare gli alimentatori testati con una tensione superiore a 45 V. Bene, quello era un piccolo margine. Non è consigliabile impostare il valore corrente su più di 20A se i transistor sono nei casi TO247 e 10-12A, se i transistor sono nella custodia TO220. E, forse, il punto più importante non è quello di superare la potenza consentita di 300 W, se vengono utilizzati transistor nella custodia da TO247. Per questo, è necessario integrare un wattmetro nel carico al fine di monitorare la potenza dissipata e non superare il valore massimo.
L'autore raccomanda inoltre vivamente di utilizzare transistor dello stesso lotto per ridurre al minimo la diffusione delle caratteristiche.
Raffreddamento. Spero che tutti capiscano che 300 W di potenza andranno stupidamente per il riscaldamento dei transistor, è come un riscaldatore da 300 W. Se il calore non viene rimosso efficacemente, i transistor Khan, quindi installiamo i transistor su un enorme radiatore monopezzo.
Il luogo in cui il substrato chiave viene premuto contro il radiatore deve essere accuratamente pulito, sgrassato e lucidato. Anche piccoli dossi nel nostro caso possono rovinare tutto. Se decidi di spargere grasso termico, fallo con uno strato sottile, usando solo grasso termico buono. Non è necessario utilizzare i cuscinetti termici, inoltre non è necessario isolare i substrati chiave dal radiatore, tutto ciò influisce sul trasferimento di calore.
Bene, ora, finalmente, controlliamo il lavoro del nostro carico. Caricheremo qui un tale alimentatore da laboratorio, che fornisce un massimo di 30 V a una corrente fino a 7 A, cioè la potenza di uscita è di circa 210 W.
Nel carico stesso, in questo caso, sono installati 3 transistor anziché 4, quindi non saremo in grado di ottenere tutti i 300 W di potenza, è troppo rischioso e il laboratorio non erogherà più di 210 W. Qui puoi notare la batteria da 12 volt.
In questo caso, serve solo per alimentare l'amplificatore operazionale. Aumentiamo gradualmente la corrente e raggiungiamo il livello desiderato.
30V, 7A - tutto funziona bene. Il carico resistette nonostante il fatto che le chiavi dell'autore di diverse parti fossero dolorosamente dubbie, ma erano originali se non fossero scoppiate subito.
Tale carico può essere utilizzato per verificare la potenza degli alimentatori per computer e oltre. E anche per scaricare la batteria, per identificare la capacità di quest'ultima. In generale, i prosciutti apprezzeranno i vantaggi del carico elettronico. La cosa è davvero utile nel laboratorio radioamatore e la potenza di un tale carico può essere aumentata anche fino a 1000 W includendo più schede di questo tipo in parallelo. Lo schema di carico da 600 W è presentato di seguito:
Facendo clic sul collegamento "Origine" alla fine dell'articolo, è possibile scaricare l'archivio del progetto con un circuito e una scheda a circuito stampato.
Grazie per l'attenzione. A presto!
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