Активная нагрузка

Опубликовано в рубрике "Инструменты", 16.10.2010.
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):

https://hg.bsvi.me/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) 18th Октябрь, 2010 в 0:14

    каждый раз удивляюсь красоте твоих приборов. супер! )

  2. BSVi написал(а) 18th Октябрь, 2010 в 0:31

    Спасибо )

  3. Pashgan написал(а) 18th Октябрь, 2010 в 19:02

    Присоединяюсь к выше сказанному. Делаешь все очень основательно.

  4. BSVi написал(а) 18th Октябрь, 2010 в 19:06

    Спасиб ))

  5. MTh написал(а) 20th Октябрь, 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?

  6. BSVi написал(а) 20th Октябрь, 2010 в 17:57

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

  7. Detruanto написал(а) 6th Ноябрь, 2010 в 14:58

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

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

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

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

  8. BSVi написал(а) 6th Ноябрь, 2010 в 15:02

    >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.

  9. Alexokrat написал(а) 13th Февраль, 2011 в 23:02

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

  10. BSVi написал(а) 13th Февраль, 2011 в 23:03

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

  11. MTh написал(а) 8th Апрель, 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?

  12. BSVi написал(а) 8th Апрель, 2011 в 12:18

    >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.

  13. MTh написал(а) 8th Апрель, 2011 в 12:54

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

  14. MTh написал(а) 8th Апрель, 2011 в 12:58

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

  15. BSVi написал(а) 8th Апрель, 2011 в 13:09

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

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

    >R17, R14
    Это и есть датчики тока.

  16. kot-69 написал(а) 31st Август, 2012 в 21:44

    >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?

  17. kavka написал(а) 22nd Июнь, 2011 в 13:35

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

  18. BSVi написал(а) 22nd Июнь, 2011 в 17:48

    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.

  19. I@COM написал(а) 13th Октябрь, 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

  20. BSVi написал(а) 13th Октябрь, 2011 в 23:43

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

  21. I@COM написал(а) 14th Октябрь, 2011 в 0:12

    Спасибо

  22. I@COM написал(а) 14th Октябрь, 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!!!!

  23. BSVi написал(а) 15th Октябрь, 2011 в 10:47

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

  24. I@COM написал(а) 15th Октябрь, 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!

  25. BSVi написал(а) 15th Октябрь, 2011 в 23:05

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

  26. bomber написал(а) 3rd Ноябрь, 2011 в 19:33

    А можно ли использовать кварц на 10Мгц?

  27. BSVi написал(а) 3rd Ноябрь, 2011 в 19:36

    Можно.

  28. Dimasik80 написал(а) 4th Декабрь, 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!

  29. BSVi написал(а) 5th Декабрь, 2011 в 22:06

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

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

  30. unit1 написал(а) 12th Апрель, 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…

  31. BSVi написал(а) 13th Апрель, 2012 в 22:56

    извините, сейчас у меня нету компилятора для avr.

  32. unit1 написал(а) 13th Апрель, 2012 в 23:09

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

  33. BSVi написал(а) 13th Апрель, 2012 в 23:34

    Фузы — работа от внешнего кварца, максимальное время старта.

  34. unit1 написал(а) 13th Апрель, 2012 в 23:37

    Спасибо большое. Сейчас ИАР выкачиваю…

  35. unit1 написал(а) 20th Июнь, 2012 в 17:54

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

  36. Melted Metal написал(а) 11th Октябрь, 2012 в 0:04

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

  37. BSVi написал(а) 11th Октябрь, 2012 в 0:13

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

  38. Melted Metal написал(а) 11th Октябрь, 2012 в 21:16

    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?

  39. BSVi написал(а) 11th Октябрь, 2012 в 22:47

    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.

  40. Melted Metal написал(а) 11th Октябрь, 2012 в 22:49

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

  41. nightlywind написал(а) 27th Ноябрь, 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.

  42. BSVi написал(а) 28th Ноябрь, 2012 в 20:34

    Печатка в альтиумовском формате есть в репозитории.

  43. aioaney написал(а) 25th Декабрь, 2012 в 19:39

    Подскажите, пожалуйста, номинал NTC.

  44. BSVi написал(а) 25th Декабрь, 2012 в 19:41

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

  45. aioaney написал(а) 25th Декабрь, 2012 в 19:58

    Спасибо!

  46. kot-69 написал(а) 14th Январь, 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?

  47. BSVi написал(а) 14th Январь, 2013 в 22:35

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

  48. kot-69 написал(а) 14th Январь, 2013 в 22:37

    спасибо!!

  49. Andrnet написал(а) 23rd Февраль, 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.

  50. Andrnet написал(а) 28th Февраль, 2013 в 11:28

    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.

  51. maksut11 написал(а) 19th Апрель, 2013 в 19:09

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

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

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

  53. topsik432 написал(а) 22nd Июнь, 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

  54. trengtor написал(а) 6th Декабрь, 2015 в 20:56

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

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт защищен reCAPTCHA и применяются Политика конфиденциальности и Условия обслуживания применять.