Активная нагрузка

Опубликовано в рубрике "Инструменты", 16 октября, 2010.
Тэги: , , , автор:

В каждом электронном девайсе в той или иной форме есть блок питания (БП). Конечно, ведь на халяву работать никто не будет. Перед подключением к схеме, неплохо бы посмотреть, как работает БП при разных нагрузках.

Лично меня не вдохновляют поиски набора разнокалиберных сопротивлений с последующим тестированием БП с каждым из них, намного удобнее сделать “нагрузку”, которую можно плавно регулировать.active_load

Чего хотелось

Итак, что я хотел получить в результате?

  • Потребляемый ток 0-5А (хватит практически везде)
  • Потребляемая мощность – до 100Вт (хватит практически на любой БП)
  • Максимальное напряжение — 200В
  • Индикацию тока
  • Режим, когда нагрузка периодически включается и отключается (для проверки и настройки обратной связи)

 

Корпус

Корпус (как и почти все остальные детали), я вытащил из старых запасов. Да, я купил только индикатор и винтики М2.5 для него, остальное у меня уже было.

Корпус от какого-то старого переключателя LPT портов древних времен, потроха были вытащены и преданы мусорному ведру.

Совершенно эпичным было вырезание отверстий для индикатора и для вентилятора, ведь корпус сделан из беспощадно толстой сталюки.

Сталюку я резал дремелем, и вот, что могу сказать:

  1. Самопальные отрезные диски для дремеля из болгарочных абсолютно рулят.
  2. Резать толстый метал нужно диском, стоящим под 45 градусов к плоскости метала, тогда срез получается ровным.

Я вырезал такую огромную дыряху, а не просто высверлил десяток мелких отверстий потому, что для силового транзистора не хватило высоты корпуса.

На фото видно, как получилось. С учетом того, что это – ручная работа, получилось довольно неплохо.

half-ready

 

Электроника

Электроника активной нагрузки проста как валенок. Схему посмотреть можно тут:

Ничего принципиально нового там для вас не будет.

guts

Основные моменты:

  • Что меня удивило, так это то, что существуют вполне конкретные даташиты на компьютерные вентиляторы. На схеме, ножка FanPower включает вентилятор. При этом он начинает крутится на минимальной скорости. Теоретически, на ножку FanSpeed можно завести ШИМ, и плавно управлять вентилятором. Но я просто включаю или выключаю его. Получется три стадии: Выключен, низкая скорость, высокая скорость.
  • Регулировка тока собрана как делитель на резисторах R5, R18 и резисторов R20 и R21 (в сером квадратике.)
  • Выключалка тока довольно экзотическая (она была прилеплена, когда плата была уже готова) – когда ножка DisableCurrent в режиме входа на микроконтроллере, ОУ U6B нормально управляет током силового транзистора. Когда контроллер желает отключить ток, он переводит эту ножку в высокое состояние. ОУ офигевает от, как ему кажется, огромного тока через силовой транзистор, и быстренько закрывает его.
  • В качестве защитного (от переполюсовки) диода я заюзал BYV32E-200. Довольно интересный диод – физически это обычный p-n диод, но падение у него больше похоже на диод Шоттки.

 

Софт

Софт – это моя попытка проиграться с C++ на микроконтроллерах. С одной стороны, получилось интересно, с другой, в плюсах есть куча мест, где они меня просто бесят. Прошивка для AVR под IAR. Получилось, как всегда при попытках поиграться, кривовато.

В любом случае, плюсы для микроконтроллеров – тема отдельной статьи.

 

Файлы

Скачать всю документацию можно тут (там-же и hex):

http://hg.bsvi.ru/active-load

 

Что получилось

Весит эта поделка вполне прилично, и вызывает ощущение добротно сделанного девайса. Сто ватт рассеивает, правда при это прилично нагреваясь (А никто и не говорил, что будет легко).

Некоторые параметры получились не такие, как хотелось, но переделывать уже лень, тем более, не слишком они критичны для меня. К примеру, время включения – 80мкС. Это не совсем уже дельта импульс, и обратная связь не сможет во всей своей красе показать переходной процесс. С другой стороны, откровенную лажу в ОС это поможет выявить.

 

 

load_weigth

 

Видушник с демонстрацией

Да-да, я и сам знаю, что качество ужасное и пора уже покупать новую камеру. Я сейчас в активном ее подборе. Что делать с моей врожденной тормознутостью я не знаю, но, надеюсь, исправлюсь ))

 




Комментарии
  1. Kenny написал(а) 18 октября, 2010 в 0:14

    каждый раз удивляюсь красоте твоих приборов. супер! )

    BSVi Reply:

    Спасибо )

  2. Pashgan написал(а) 18 октября, 2010 в 19:02

    Присоединяюсь к выше сказанному. Делаешь все очень основательно.

    BSVi Reply:

    Спасиб ))

  3. MTh написал(а) 20 октября, 2010 в 17:51

    Преклоняюсь перед автором! Большое спасибо — давно думал как такое осувществить :)

    Заметил что у тебя осцилл DS1052 — у меня такой же, в то же время в инете есть мануалы по переделке его на осцилл следующего поколения — DS11ХХ c полосой 100 МГц — ты не пробовал?

    BSVi Reply:

    Неа, мне пока и 50мгц хватает. Попробую, отчитаюсь )

  4. Detruanto написал(а) 6 ноября, 2010 в 14:58

    DS1052 можно «разогнать» до 100 МГЦ. Умные китайцы похоже делают одинаковую начинку и одинаковый софт=))))
    Собственно, сам способ:
    http://embedders.org/content/kak-iz-rigol-ds1052e-sdelat-rigol-ds1102e

    Оригинал на английском=)
    http://www.eevblog.com/2010/03/31/eevblog-70-turn-your-rigol-ds1052e-oscilloscope-into-a-100mhz-ds1102e/

    Тут про его внутренности:
    http://www.eevblog.com/2009/10/12/eevblog-37-rigol-ds1052e-oscilloscope-teardown/

    З.Ы. А он случайно не внесён в госреестр средств измерений?

    BSVi Reply:

    >DS1052 можно «разогнать»
    Это я прекрасно знаю, но мне 50МГц — за глаза. Если понадобится больше, разгоню

    >А он случайно не внесён в госреестр средств измерений?
    Моя нагрузка или осцил? )))

    Нагрузка — нет, осцил — да )

    >>На основании положительных результатов испытаний осциллографы Rigol серий DS1000CA, DS1000D и DS1000E включены в Государственный реестр средств измерений под № 33711-08.

  5. Alexokrat написал(а) 13 февраля, 2011 в 23:02

    Альо , дисплейчик случайно не WH0802A-YGH-CT# ?

    BSVi Reply:

    Первые 7 паравильно, остальные не помню. Самый дешевый из имрада.

  6. MTh написал(а) 8 апреля, 2011 в 12:12

    Вопросик — время включения 80 мкСек я так понимаю это открытие транзистора при переходных процессах? Т.е. не просто включение, а именно когда меняется ток в нагрузке?

    А исправлять я так понимаю необходимо драйвером полевика?

    BSVi Reply:

    >Вопросик – время включения 80 мкСек
    Да, в течении 80мкс ток изменяется от нуля до заданного значения.

    >А исправлять я так понимаю необходимо драйвером полевика?
    И обратной связью. Если просто быстро заряжать полевик, то будет overshoot.

    MTh Reply:

    Еще вопрос: P3 — что за разъем и куда подключается? Я датчику тока R11?

    MTh Reply:

    И про overshoot можно поподробнее? Также зачем элементы R17, R14

    BSVi Reply:

    Верхняя клемма P3 — к истоку транзистора, нижняя — к выходу.

    >И про overshoot можно поподробнее?
    http://en.wikipedia.org/wiki/Overshoot_(signal)

    >R17, R14
    Это и есть датчики тока.

    kot-69 Reply:

    >Верхняя клемма P3 — к истоку транзистора, нижняя — к выходу

    если верхняя клемма к Истоку, а нижняя подключена к массе, получается, что резисторы R14 и R17 подключаются параллельно резистору R11. я правильно понял?

  7. kavka написал(а) 22 июня, 2011 в 13:35

    А какой полевик использовали? Что-то нигде не указан, или плохо искал.

    BSVi Reply:

    Если чесно, то точно не помню. Что-то от ST, аналог IRFP460. В принципе, параметры полевика тут не важны до определенной меры, главное чтобы он могу рассеять ту мощу, что на нем выделяется.

  8. I@COM написал(а) 13 октября, 2011 в 21:47

    доброго времени суток всем
    BSVi подскажите а вывод проца подписанный как NTC куда идёт, чёта сижу смотрю в схему не могу найти

    BSVi Reply:

    К термосопротивлению. Так и расшифровывается Negative Temperature Coefficient (Resistor)

    I@COM Reply:

    Спасибо

  9. I@COM написал(а) 14 октября, 2011 в 17:51

    решил я повторить данную конструкцию, собрал и встретился с маленькой проблемой на выходах обоих операционников висит постоянка 10в соответственно транзистор открыт и на дисплее максимальный ток показывает собрано на монтажке (монтаж проверен десятки раз, ошибица какбы не мог) может кто чего подскажет куда рыть
    Спасибо!!!!

    BSVi Reply:

    А регуляторы все подключил? Дистанционно отлаживать схемы — тот еще гемморой. Попробуй почитать теорию операционников и понять, как оно работает. Когдай поймешь, ошибку найдешь быстро.

  10. I@COM написал(а) 15 октября, 2011 в 19:38

    С теорией вроде нормально, на схеме была указана TL072 я её и поставил
    и с ней ну никак работать не хотела схема
    поставил LM358 что более логичнее для схем измерения
    и всё заработало как по маслу
    Спасибо!

    BSVi Reply:

    Балллиииинн! Я использую TL072 для всех операционников, которые имеют такую разводку. Похоже, просто забыл изменить название в схеме. Спасибо, что выяснили это!

  11. bomber написал(а) 3 ноября, 2011 в 19:33

    А можно ли использовать кварц на 10Мгц?

    BSVi Reply:

    Можно.

  12. Dimasik80 написал(а) 4 декабря, 2011 в 4:22

    Можно ли увеличить максимально измеряемый ток до 15 ампер? Прошивку для этого нужно менять? Мощность R14 и R17 зависит от измеряемого тока? Спасибо!

    BSVi Reply:

    Увеличить можно, прошивку менять не нужно, если номиналы резисторов останутся теми-же.

    >Мощность R14 и R17 зависит от измеряемого тока?
    Да, зависит.

  13. unit1 написал(а) 12 апреля, 2012 в 12:28

    BSVi, я не программист, собрал Ваш прибор, а прошить не могу — готового хекса нету. Можно Вас попросить скомпилировать его, а также указать необходимые фузы (у меня пони прог).
    Спасибо…

    BSVi Reply:

    извините, сейчас у меня нету компилятора для avr.

  14. unit1 написал(а) 13 апреля, 2012 в 23:09

    ок, попытаюсь сам… спасибо. а фузы какие выбрать?

    BSVi Reply:

    Фузы — работа от внешнего кварца, максимальное время старта.

    unit1 Reply:

    Спасибо большое. Сейчас ИАР выкачиваю…

    unit1 Reply:

    У меня GPRS, попросил у друга, он скачал а там инсталлятор битый. Может кто-то помочь и скомпилировать? Пожалуйста

  15. Melted Metal написал(а) 11 октября, 2012 в 0:04

    Сергей, а сотня ватт на один транзистор это не многовато ли?

    BSVi Reply:

    Нет, TO247 порядка 250 вт пропускает. Подробнее, как всегда, в даташите.

    Melted Metal Reply:

    Это если температура кристалла 25 градусов =) А учитывая общее тепловое сопротивление порядка 1 градуса на ватт, при ста ваттах перегрев будет сто градусов над комнатной температурой. Полевики столько выдерживают, но зачем их так пытать?

    BSVi Reply:

    Не температура кристалла, а температура корпуса.

    100Вт — предельное значение. Это не значит, что нагрузка работает только на нем. Это — примерно тоже-самое, что транизстор выдерживает 600вольт. Он то выдерживает, но это не знаичт, что его нужно постоянно держать при подключенных 600 вольтах.

    Melted Metal Reply:

    Ну это само собой, еще бы оно было постоянным и нерегулируемым))))

  16. nightlywind написал(а) 27 ноября, 2012 в 7:14

    BSVi Reply, Очень понравилось Ваще устройство, особенно исполнение, как всегда на высоте. Скажите пожалуйста, у Вас не осталось, случайно, рисунка печатной платы? Если не трудно, могли бы поделиться. Очень хочется повторить Ваще устройство, а в разводках платы не силен.

    BSVi Reply:

    Печатка в альтиумовском формате есть в репозитории.

  17. aioaney написал(а) 25 декабря, 2012 в 19:39

    Подскажите, пожалуйста, номинал NTC.

    BSVi Reply:

    Насколько я помню, там 10кОм был. Только что померял. При текущей температуре — 23кОм.

    aioaney Reply:

    Спасибо!

  18. kot-69 написал(а) 14 января, 2013 в 22:31

    >Верхняя клемма P3 — к истоку транзистора, нижняя — к выходу

    если верхняя клемма к Истоку, а нижняя подключена к массе, получается, что резисторы R14 и R17 подключаются параллельно резистору R11. я правильно понял?

    BSVi Reply:

    R14 и R15 — это и есть R11, то что выделено серым — изображено схематично, для пояснения того, что собрано на проводках.

    kot-69 Reply:

    спасибо!!

  19. Andrnet написал(а) 23 февраля, 2013 в 11:12

    Хочу выразить благодарность автору, давно искал такой проект. Скажите пожалуйста кнопки на корпус подключать или на плюс 5в, подойдет ли полевик IRFP460, и дайте пожалуйта фьюзы. То, что на схеме нарисованно серым — это на разъем Р3 я правильно понял.А то все собрал осталось дело за малым.

    Andrnet Reply:

    Все я сам во всем разобрался. Замечательная конструкция. Только я бы в нижней строке индикатора сделал бы или температуру NTC или напряжение на испытуемом БП.

  20. maksut11 написал(а) 19 апреля, 2013 в 19:09

    Доброго времени суток, кто может поделиться HEX файлом а то нет возможности откомпелировать.
    Заранее спасибо!

  21. ileksus написал(а) 30 марта, 2014 в 21:52

    А что за кварц на 9,6 Мгц? Где его брать? На 10 подойдет?

  22. topsik432 написал(а) 22 июня, 2015 в 23:01

    Привет!
    Ребята нужен HEX файл ?
    Если можно то рабочий файл!
    Да ещё хотел сказать зачем создавать пост (ветку ) такого замечательного устройства, и как всегда вылаживать не полную инфу?
    Где HEX файл ?
    спс

    trengtor Reply:

    Автор поставил редирект на Битбукет, но что-то пошло не так.

Создать новую ветку комментариев


Вы должны войти или зарегистрироваться чтобы оставить комментарий.