Каталог статей

Главная » Все схемы » Теория » Изучаем микроконтроллеры

Выбранная схема!!!


5206
Активная нагрузка с амперметром до 100А

Представленное устройство предназначено для тестирования и ремонта блоков питания.

Устройство можно разделить на несколько функциональных блоков (на схеме выделены штриховой линией):

 активная нагрузка,
 ампервольтметр,
 стабилизатор питания и
 регулятор вращения вентилятора.
Рассмотрим каждый узел отдельно.

1.       АКТИВНАЯ НАГРУЗКА

Данный узел хорошо представлен в литературе, в частности на этой странице http://www.radiohlam.ru/raznoe/nagruzka.htm

Изменения коснулись цепи регулировки тока – добавлен параметрический стабилизатор, исключающий изменение тока нагрузки от напряжения блока питания.

Хочется обратить внимание на следующий момент. Максимальный ток нагрузки ограничен мощностью полевого транзистора, его током стока и мощностью измерительного шунта, так как здесь нагрузка именно полевой транзистор, а не измерительный шунт. Т.е. чтоб рассчитать ток нужно:

Imax = √(Рш/Rш), где Рш и Rш – мощность и сопротивление шунта соответственно.

Представленный вариант дает: Imax =√( 20/0,025) = 28,28А

Чтоб получить ток в 100А надо в качестве шунта соединить параллельно 10 десяти ваттных резисторов по 0.1 Ом. Соответственно транзистор должен допускать такой ток стока. Помимо этого надо учесть, что мощность транзистора величина конечная и выход за ее пределы чреват выходом его из строя. Иными словами, если Uбп = 10В, а I=10А, то  Pн= 100Вт - допустимо, но если Uбп = 20В - Pн= 200Вт – транзистор не выдержит. Таким образом, нужно заранее определить диапазон мощностей и соединить параллельно нужное количество транзисторов.

Внешний вид узла: 

  

 


2.       АМПЕРВОЛЬТМЕТР

Как показала практика, работать с активной нагрузкой очень удобно, любой ток – пожалуйста. Но контролировать напряжение и ток, подключив два мультиметра – неудобно, много соединений и проводов. Было принято решение встроить в устройство ампервольтметр на микроконтроллере (МК). За основу было взято устройство с данного сайта под №4678. Отличное устройство, спасибо автору за разработку. Им была предложена двух диапазонная версия с токами от 0 до 10А, либо от 1 до 100А. Было решено изменить схему так, чтоб расширить диапазон от  0 до 100А. Изменения видны в схеме – это усилитель – повторитель на ОУ А1 LM358, полевых ключах VT1, VT2 и резисторах R1-R3, VR2-VR4. Соответственно была изменена прошивка МК. Конденсаторы С10, С11, С4 фильтрующие высокочастотные пульсации, а С16 – усредняющий напряжение, пропорциональное току. Его можно не ставить, но если на выходе БП большие пульсации, из-за высохших емкостей или иная причина, то показания тока могут «прыгать». Чтоб это избежать – усредняем. Стабилитрон ограничивает возможные броски при переходах с диапазона на диапазон.

Два слова о работе. На ОУ А1.1 собран усилитель с регулируемым Кус. В данном варианте это 200 на диапазоне 0-999ма, 20  на 1А-9.9А и 2  на  10А-99А. При отображении тока присутствие точки говорит о том, что ток в Амперах.

Настройка: начинаем с малых токов – 500ма. Ключ VT1 открыт, Кус – 200, подстроечником  VR2 получаем нужное значение. Аналогично на токе в 5А. Ключ VT2 открыт, Кус – 20, подстроечником  VR3 получаем нужное значение. И на токах больше 10А оба полевых тр-ра закрыты, подстроечником  VR4 получаем нужное значение.

Для получения большей точности настройку проводить несколько раз.

При применении другого шунта Кус подбирается таким, чтоб    Iш х Rш х Кус = 5.

При программировании МК фьюзы – как в авторском варианте.

Дальнейшим развитием ампервольтметра вижу в следующих модификациях программы МК:

  1.  ввод величины шунта,
  2.  ввод Кус,
  3.  ввод отсечек по току и напряжению,
  4.  ввод корректирующего коэффициента на нелинейность Кус операционного усилителя (он все-таки не идеальный).

Вид сверху устройства:  

Вид задней панели: 

Вид передней панели: 


3.       СТАБИЛИЗАТОР ПИТАНИЯ

На этом можно было бы и остановиться. Но активная нагрузка рассчитана для работы до 35В (40В максимум для 34063, а если применить ИСН другого схемного решения – то верхний предел нагрузки ограничен напряжением стока транзистора), а питать Кренку этим напряжением не получится, ставить последовательно 2-3 линейных стабилизатора – не красиво, выделение тепла и так большое. Единственное решение понижающий импульсный стабилизатор напряжения (ИСН). С этой задачей справляется прекрасно МС34063. Входное напряжение до 40В, ток ключа – 1,5А. 

Цепочка С14, С15 и L4 – поверхностного монтажа устанавливается непосредственно у ножек МК. Еще один важный момент. Пульсации с выхода ИСН могут и в силу монтажа попадают на вход МК и последний знак начинает прыгать. Для данной конструкции – это не столь важно, 5,12А или 5,2А, но если кто-то будет собирать ампервольтметр как отдельное устройство, то надо будет отказаться от ИСН и позаботиться о хорошей фильтрации.

 

4.       РЕГУЛЯТОР ВРАЩЕНИЯ ВЕНТИЛЯТОРА

Регулятор вращения вентилятора применен также по причине большого входного напряжение, но еще добавлен терморезистор. И теперь это терморегулятор. При комнатной температуре – на выходе 7В, при нагреве выше 60-70 градусов – на выходе 12В.

 

При выходном напряжении блоков питания меньше 12-15В, предусмотрен входной разъем для внешнего питания.

 Далее приведены фото работы устройства. Схема, описание и платы в файле архива.

 Тестовый блок питания - частично отремонтированный БП ПК.

    

  

   

    

Обращаю внимание, что печатки имеют небольшие отличия от схемы. Их нужно подкорректировать.

Схема и прошивка :  Файлы к статье Активная нагрузка с амперметром до 100А

Категория: Изучаем микроконтроллеры | Добавил: big_step (11.02.2013)
Просмотров: 21704 | Комментарии: 6 | Теги: нагрузка, до, Активная, амперметром, 100А | Рейтинг: 4.5/11


Всего комментариев: 6
0
6 Murlo   (10.11.2015 23:05)
Полезное устройство! Сделал себе, только применил два IRFZ44. Амперметр стрелочный, в надежде модернизировать до динамической, вольтметр цифровой.

0
5 Damiku_89   (20.10.2014 08:24)
Полезная вещь. Будем пробовать!!! А то простенькой - уже не хватает (ток не более 2,5 А), а блоки пошли в ремонт - за десятку!!!

0
4 Sayar07   (27.11.2013 10:58)
victorhan, можно сделать и на 400А но ты посчитай на каком элементе будет рассеиваться вся мощность!!! У тебя аккурат вся мощность рассеится на R11. Сам хотел делать для инверторов, на параллельном ресурсе ветка в форуме имеется стр на 50 - 70 по данной теме. Сначала рванулся делать потом Люди подсказали, да и сам посчитал. Понял лохонулся с идеей ))

0
3 victorhan   (23.10.2013 12:54)
Схема интересная, можно ли увеличить ее нагрузочную способность до 250 а?. Хочу по-пробовать ее для нагрузки сварочных инверторов, сейчас их много приходится ремонтировать, а нагружать на нихромовую спираль пожароопасно в помещении, не предназначенном для проведения сварочных работ.

0
2 Ruskeks   (12.10.2013 22:51)
Разрабатываем блоки питания и зарядки. Шеф поручил сваять такую. Незаменимая вещь в нашем деле.

0
1 vdovuhin   (13.02.2013 21:54)
мне кажется что этим всё проверить нельзя так как при проверки усилитиля и настройки его нужны сопротивление а не ток тоже самое и при настройки БП

Все ссылки на книги и журналы, представлены на этом сайте, исключительно для ознакомления, авторские права на эти публикации принадлежат авторам книг и издательствам журналов! Подробно тут!
Жалоба

Пожалуйста оставьте свои комментарии !!!!

Имя *:
Email:
Код *:


ElectroTOP - Рейтинг сайтов
Copyright Zloy Soft (Company) © 2008 - 2016