Jump to content

Маломощная двухполюсная электронная нагрузка


Recommended Posts

Прикупил в Поднебесной платку тестера аккумуляторов. В "голом" виде работает, но куча шнурков, соединяющих её с блочком питания несколько напрягает. Поэтому оформил её вместе с собственным питанием от платки зарядника  для мобилок (которых у меня целая коробка) и нагрузкой.

1643032230_.jpg.6d0022b5bb75a2edfccabe1a350a1541.jpg

Идущие в комплекте 5-ваттные керамические резисторы как-то не приглянулись из-за зависимости разрядного тока от остаточного напряжения на тестируемом аккумуляторе. Поэтому сваял простенькую ДВУХПОЛЮСНУЮ электронную нагрузку в виде двухтранзисторного стабилизатора тока (чтобы можно было подключить её просто вместо нагрузочного резистора).

1518670422_-.jpg.4767b8227d58fd8ce77bd5637515eae8.jpg

В качестве Q1 поставил 2SD1051, а Q2 - 2SD1944 с коэффициентом усиления более 1000 (НЕ Дарлингтом, а супер-бета!).

1062481649_-.GIF.80f1f1d5522359170b3162b477bfd3fc.GIF

К сожалению, её работа меня разочаровала. Нагрузочный ток также существенно зависел от напряжения, хотя и не так выражено, как для резистивной нагрузки. Ниже на графике приведена зависимость ток-напряжение по мере разряда аккумулятора, вставленного в тестер сразу же по окончании разряда предыдущего.

953527941_-.jpg.afa6fd2f2bffef74c8f1c125aa4af9f8.jpg

То, что Q2 греется - понятно, но и Q1 был теплым. Поэтому возникло предположение, что такая зависимость обусловлена нагревом последнего. Был заменен на BD137-10 (синий и зеленый графики). Синий график показывает зависимость полностью остывшего Q2, а зеленый - сразу же после замены аккумулятора другим. Как видно, красный и зеленый графики практически совпадают, т.е., влияние нагрева Q1 хоть и имеет место, но от типа транзистора (маломощного или средней мощности) практически не зависит.

Тогда было решено модернизировать схему дальше, путем замены резистора R3 на токостабилизирующий "диод" NSI45020. И вот тут-то возникла непонятка, из-за которой и создана данная тема: при тестировании модернизированной схемы на 6-вольтовом аккумуляторе ток составил немного более 4 А, тогда, как с R3 - 0,88/0,46 А (при разомкнутом/замкнутом переключателе S1). Фактически Q1 перестал регулировать базовое напряжения Q2 :o

1) В чём "косяк"? Принимаются любые предположения.

2) Двухполюсный стабилизатор по приведенной схеме оказался мало эффективным, тогда, как трехполюсный (с подключением R3 не к коллектору Q2, а непосредственно к питающему напряжению) работает вполне удовлетворительно.

3) Даже для трехполюсного стабилизатора следует предпринимать специальные меры для предотвращения нагрева транзистора Q1.

4) Трехполюсное подключение стабилизатора планируется, как только выпадет немного свободного времени и закончится тестирование всех имеющихся в наличии аккумуляторов

Просят - не откажи. Не просят - не навязывайся!

Простота хуже воровства.

Link to comment
Share on other sites

18 часов назад, Falconist сказал:

Принимаются любые предположения.

В вашей схеме стабильность тока определяется стабильностью напряжения Б-Э транзистора Q1, а это далеко не стабилитрон. UБЭ нестабильно не только при изменении температуры, но и при изменении тока, а он меняется при изменении напряжения батареи.

Я бы поставил транзисторы разной полярности, чтобы ток базы Q2 брался из коллектора Q1. Меньше ток - более стабильное UБЭ и меньше нагрев.

Ещё стабильней можно сделать, если поднять напряжение на резисторе нагрузки R1 R2, вместо Q1 применить дифференциальный каскад с источником опорного напряжения на базе второго транзистора.
Или вообще заменить Q1 на TL431. Тогда резистор нагрузки для тока 0,5А будет 2,495В/0,5A = 5 Ом 2 Вт. При этом и нагрев Q2 будет меньше.

Link to comment
Share on other sites

@Lexter , куда-то Вас не туда понесло. Было бы любопытно глянуть схему стабилизатора тока на 

3 часа назад, Lexter сказал:

транзисторах разной полярности

Лично я такой не встречал.

3 часа назад, Lexter сказал:

заменить Q1 на TL431

 2,5 В вместо 0,7 В? Такое  же напряжение будет и на эмиттерном резисторе.В итоге он должен быть минимум 3-ваттным. И что тогда выигрывается по сравнению с тупо нагрузочным резистором?

Я как раз постарался "переложить" нагрев с резистора на Q2.

Просят - не откажи. Не просят - не навязывайся!

Простота хуже воровства.

Link to comment
Share on other sites

Широкий выбор продукции MEAN WELL для промавтоматики на складе КОМПЭЛ

Компания КОМПЭЛ наращивает объем поставок источников питания MEAN WELL для промышленной автоматизации. Компания MEAN WELL не планирует уходить с рынка РФ, а ее продукция широко применяется в сфере промавтоматики (монтаж на DIN-рейку) и рекомендована в качестве замены других брендов и для применения в новых разработках.

Представляем ассортимент продукции MEAN WELL на складе КОМПЭЛ для надежного и бесперебойного электропитания устройств промавтоматики.

Подробнее>>

LED-драйверы MEAN WELL – выбор больше, стоимость ниже

Компэл расширил и существенно пополнил склад LED-драйверами компании MEAN WELL, одновременно снизив цену на них. В настоящий момент на складе представлена широкая линейка продукции для наружного (семейства HLG, ELG, XLG, LPC, LPV), и для внутреннего (APC, LCM, SLD, APV) освещения.

Имеется большой выбор моделей с различными режимами стабилизации выходных параметров. Кроме того, есть в наличии и линейка DC/DC-драйверов, как понижающих (семейство LDD), так и повышающих (семейство LDH).

Подробнее>>

Всё это понятно. Но мне такие советы не требуются. Основной вопрос задан под п. 1).

Просят - не откажи. Не просят - не навязывайся!

Простота хуже воровства.

Link to comment
Share on other sites

Мощный универсальный неизолированный стабилизатор MORNSUN

Компания MORNSUN разработала универсальный понижающе-повышающий неизолированный стабилизатор (DC/DC-преобразователь) с выходным током до 10 А — KUB4836EB-10A. Этот стабилизатор можно использовать при входном напряжении в диапазоне 9…60 В (питающие шины с номинальным значением напряжения 12/24/48 В), а выходное напряжение можно подстраивать в диапазоне от 0 до 60 В. Преобразователь выполнен в корпусе 1/8 Brick с возможностью установки на печатную плату, имеется разновидность для монтажа на шасси — KUB4836EBF-10A.

Читать подробнее >>

1 час назад, Falconist сказал:

Основной вопрос задан под п. 1)

В 27.02.2022 в 12:19, Falconist сказал:

1) В чём "косяк"?

8 часов назад, Lexter сказал:

В вашей схеме стабильность тока определяется стабильностью напряжения Б-Э транзистора Q1, а это далеко не стабилитрон. UБЭ нестабильно не только при изменении температуры, но и при изменении тока, а он меняется при изменении напряжения батареи.

1 час назад, Falconist сказал:

мне такие советы не требуются.

Тогда вообще не понял, какие требуются...

 

5 часов назад, Falconist сказал:

И что тогда выигрывается по сравнению с тупо нагрузочным резистором?

Стабильность тока.

Link to comment
Share on other sites

Материалы вебинара «Источники питания MEAN WELL для промавтоматики и серверного оборудования в новых условиях»

Опубликованы материалы вебинара Компэл посвященного линейке продукции MEAN WELL для промышленной автоматизации и оборудования, систем охраны, серверного, телекоммуникационного оборудования и базовых станций 4G/5G. На вебинаре была рассмотрена продукция MEAN WELL, которая может заменить часть источников питания производителей, временно ушедших с российского рынка. 

Были даны ответы на вопросы участников вебинара. В частности разобрали, на что нужно обращать внимание при подборе той или иной замены, и какими особенностями обладает продукция MW для различных приложений. Подробнее>>

Повторяю ещё раз: ПОЧЕМУ с токограничительным "диодом" фактически не работает Q1?

Просят - не откажи. Не просят - не навязывайся!

Простота хуже воровства.

Link to comment
Share on other sites

Напряжение батареи всё равно быть меньше 3В не имеет права, а в коробке какая разница, что греется, - резистор или транзистор. Суммарная мощность-то всё равно такая же. С рассеиванием основной части мощности на резисторе даже проще - ему радиатор не нужен, а на транзисторе радиатор будет меньше.

Link to comment
Share on other sites

Понятно. Благодарю за участие. Эти моменты (что мне надо, а что нет) я порешаю как-нибудь сам.

Просят - не откажи. Не просят - не навязывайся!

Простота хуже воровства.

Link to comment
Share on other sites

6 минут назад, Falconist сказал:

ПОЧЕМУ ТОКООГРАНИЧИТЕЛЬНЫЙ "ДИОД" фактически не ограничивает ток в базу Q2?

Видимо потому что на нём недостаточное напряжение, и работа происходит на начальном наклонном нелинейном участке ВАХ:
 

изображение.png

Хотя нет. У вас же наоборот, ток больше тока ограничения... Другой пробовали? Может тупо пробит?

Link to comment
Share on other sites

Тоже подумал о пробое. Выпаял, поставил другой. Та же картина.

Хотя в светодиодном кольце ток ограничивается на уровне 18 мА. "Диод" - из той же ленточки. 

Просят - не откажи. Не просят - не навязывайся!

Простота хуже воровства.

Link to comment
Share on other sites

Нет, не смотрел. Было бы самовозбуждение - ток был бы меньше (фактически было бы ШИМ-рование). Да и откуда? Ни индуктивности, ни емкости нет.

Просят - не откажи. Не просят - не навязывайся!

Простота хуже воровства.

Link to comment
Share on other sites

1 минуту назад, Falconist сказал:

ток был бы меньше

Не факт. При возбуждении скважность будет около двойки, и хрен его знает, до какой степени будет открываться в одном полупериоде Q2 и какой там будет ток в импульсе.

Link to comment
Share on other sites

Больше, чем позволит эмиттерный резистор, ток в импульсе не будет.

3 В / 0,68 Ом = 4,4 А. Примерно столько же и измерено реально. При скважности 2 должно было бы быть вдвое меньше. От 4 В я отнял напряжение насыщения, поэтому и поставил в формулу 3 В.

Просят - не откажи. Не просят - не навязывайся!

Простота хуже воровства.

Link to comment
Share on other sites

18 часов назад, Falconist сказал:

3 В / 0,68 Ом = 4,4 А.

UБЭ Q1 = 3 В? Если так, то Q1 давно сгорел, ток в его коллектор не идёт, весь ток R3 идёт в базу Q2 (примерно 1,2 мА), вот он и открыт. Всё сходится.
Но если Q1 исправен, то мистика...

Link to comment
Share on other sites

30 минут назад, Lexter сказал:

давно сгорел

Ничего подобного. После возвращения на место резистора R3 схема возобновила работу, как и было раньше, до его замены на "диод". Если бы Q1 пробился - тока  бы просто не было, т.к. база Q2 была бы притянута к минусу. Если бы был в обрыве - ток был бы постоянно эти самые более 4 А. 

Просят - не откажи. Не просят - не навязывайся!

Простота хуже воровства.

Link to comment
Share on other sites

Ну, значит этот "диод" - неведомая сложная полупроводниковая структура, такой же "диод", как TL431 - "стабилитрон". :D

Судя по ВАХ NSI45020, он явно не предназначен для использования при падении на нём менее 3 В. Может нарисовать там нарисовали, но какие в этой области эффекты, никто не исследовал? Если его отдельно, от ЛБП посмотреть, - похоже на то, что в даташите?

Link to comment
Share on other sites

Да нет, банальный полевой транзистор с изолированным затвором ("Б"). 1563088538_LED.GIF.10126efd5d72416d9d6368eabc7f4831.GIF

А схема "Г" удовлетворяет стабильности по всем параметрам, но к сожалению, она не двух- а трехполюсная.

Просят - не откажи. Не просят - не навязывайся!

Простота хуже воровства.

Link to comment
Share on other sites

Наскребу время - поисследую более тщательно.

Просят - не откажи. Не просят - не навязывайся!

Простота хуже воровства.

Link to comment
Share on other sites

Да в общем, в данном случае неважно. Всё равно для него больше 3 В в этой схеме взять неоткуда.

Link to comment
Share on other sites

Тут мне в личке z_vip предложил трехтранзисторную схему стабилизатора тока, обладающую достаточной стабильностью при изменении напряжения. Минимальное значение: 

1848596410_min.jpg.baa4f1a9f0e61cb96db7ec12a8fc85ec.jpg

Максимальное значение: 

2107123082_max.jpg.1c8f2f6317355b2cd235662800813846.jpg

Разница в стабилиззируемом токе всего 6%. Насчет термостабильности - не знаю, опять же, надо апробировать "в железе".

 

Просят - не откажи. Не просят - не навязывайся!

Простота хуже воровства.

Link to comment
Share on other sites

Переход Б-Э мощного греющегося транзистора (2-3 мВ на оС и зависимость от тока коллектора) входит в датчик тока? Примерно та же термостабильность и будет...

Может "токовое зеркало" попробовать? С соотношением токов 1:10 - 1:20. Источник эталонного тока будет на миллиамперы, на полевике напрашивается. А может и NSI45020 как раз пойдёт. На нём в такой схеме под 4 В будет. Заодно резистора в нагрузке не будет... Хотя с резисторами в обоих эмиттерах - стабильнее.

Edited by Lexter
Link to comment
Share on other sites

Мысль о токовом зеркале проскакивала, но плотно её не продумывал.

Просят - не откажи. Не просят - не навязывайся!

Простота хуже воровства.

Link to comment
Share on other sites

 Share

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.
×
×
  • Create New...