Электронная нагрузка 300 Вт

[asng60]

Для ради интереса. Скажите, а что если в компаратор контроля напряжения добавить гистерезис - это польза или вред в данном применении? Вот схема в симуляторе двух каскадов: левый - с гистерезисом, правый - без.

Спойлер

И диаграммы их работы в симуляторе: зелёные - с гистерезисом, красные - без, синяя - контролируемое напряжение.

Спойлер

Фронты с гистерезисом короче, появляется небольшая защита от помех, удорожание - один резистор 0,125Вт. С гистерезисом или нет?

Рассматриваемая схема в симуляторе SimOne

Спойлер

Компаратор.7z

 

Изменено 16 апреля пользователем asng60
Исправление ошибок.

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[z_vip]

@asng60 используйте гистерезис - он защищает от помех и дает четкое переключение - нет возбуда в точке срабатывания

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[asng60]

Плата готова для травления.

Спойлер

 

 

[Реклама]

Hongfa для различных применений в Компэл. Большой выбор в наличии!

Компания HONGFA - это не только крупнейший в мире производитель электромеханических реле, но также производитель конденсаторов, вакуумных прерывателей, трансформаторов и низковольтного коммутационного оборудования. На складе КОМПЭЛ регулярно поддерживаются около 100 самых популярных позиций электромеханических реле. Реле Hongfa могут заместить многие изделия производства недоступных брендов. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[asng60]

Собрал плату.

Спойлер

 

 

[Реклама]

Тренды и лучшие решения для разработки зарядных станций в России

К 2029 году в России прогнозируется увеличение числа зарядных станций до 40 000. При этом отечественный рынок электротранспорта имеет климатические, потребительские и географические особенности. Для успешной разработки и построения инфраструктуры станций заряда в России идеальным вариантом является использование решений и электронных компонентов китайских производителей – лидеров индустрии электротранспорта и возобновляемой энергетики, которые уже представлены в КОМПЭЛ. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Lexter]

В 12.04.2024 в 18:26, asng60 сказал:

Транзисторы с нижней стороны платы будут прикручены к радиатору.

Судя по отверстиям в плате, будут прикручены как-то насквозь? У вас эскизика крепления к радиатору нет случайно? Как-то не складывается в голове, как будет осуществляться тепловой контакт транзисторов с радиатором...

[Реклама]

Секреты депассивации литиевых батареек FANSO EVE Energy

Самыми лучшими параметрами по энергоемкости, сроку хранения, температурному диапазону и номинальному напряжению обладают батарейки литий-тионилхлоридной электрохимической системы. Но при длительном хранении происходит процесс пассивации. Разберем в чем плюсы и минусы, как можно ее избежать или уменьшить последствия и как проводить депассивацию батареек на примере продукции и рекомендаций компании FANSO EVE Energy. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[FOLKSDOICH]

9 минут назад, Lexter сказал:

Как-то не складывается в голове, как будет осуществляться тепловой контакт транзисторов с радиатором...

Наверное как у меня на пред. странице.

[Lexter]

3 часа назад, FOLKSDOICH сказал:

как у меня

Вот на этом фото?

Я думал  тут радиатор будет под ними, и они к нему "пузом" будут прикручиваться, а дырочки - для отвёртки.

У @asng60 транзисторы в наружную сторону "мордой" смотрят. "Пузом" на плату ложатся. Плата так разведена. Вот и непонятно, как их "пузом" к радиатору прикручивать.

[asng60]

Ну вот, пока готовил эскиз, на все вопросы ответили :-) Действительно, в 3D моделях DipTrace нет (или не нашёл) модели корпуса ТО220 с распайкой с нижней стороны и креплением к радиатору - по этому и получился такой 3D-портрет платы. Задуманная конструкция выглядит примерно так:

Спойлер

 

 

 

 По факту, для наладки, сейчас подключаю транзисторы, закрепленные на радиаторе, проводами.

[asng60]

При включении в ранее опубликованном виде устройство стало генератором. Частота до 140кГц, на индуктивности размах (от мин. до макс.) до 20В при напряжении на испытуемом БП ~3В. Добавил несколько конденсаторов, в том числе как рекомендовали Z_VIP и Starichok. Немного изменил номиналы резистора в компараторе. Удалил шунтирующее сопротивление на резисторе регулятора тока. Компаратор буду еще отлаживать - в приведённой ниже схеме срабатывает при 4В, но не не отпускает при отсутствии напряжения.  Ограничение тока выставил на 4А. Регулировка тока плавная от 0 до  4А. Выставленный ток стабильный при изменении напряжения от 1В до 10В. Напряжение выше 10В пока не поднимал. Ниже 0,95В ток снижается пропорционально напряжению. Схема в приложении. Все изменения-дополнения делал на существующей плате навесным монтажом. Позже выложу актуальную разводку. Отлаживал с транзисторами AP60T30 (ранее выкладывал фото транзисторов на радиаторе) - без обдува при комнатной температуре длительно держат 20Вт (10В, 2А) при температуре радиатора ~40гр.C. Приобрёл транзисторы IRFP460. С радиатором пока не определился. Схема и фото отладки на текущий момент времени. На фото стрелочный прибор - амперметр с током полного отклонения 6А.

Спойлер

 

и в DipTrace:

Спойлер

Активная нагрузка с защитой.dch

 

[asng60]

Очередной шаг. Т.к. 60Вт (12В 5А) пока хватает собираю в кучу то, что есть. На фото: осциллограммы - уровни включения (3,52В) и отключения  (0,86В) компаратора; вид 3Д модели и фото того, что собрано (пока без вентилятора, силовых клемм, разъёма питания).

Спойлер

 

[Dӧppelganger_857]

Передок с башкой от  цешки это интересное решение, мне нравится, стильно

 

Скажите пожалуйста, что помешало сделать его чуток повыше и под стрелочником закрепить сразу  и крутилку и клеммы? Мне кажется, я упускаю, как именно будет  выглядеть готовое устройство...

[asng60]

9 часов назад, Dӧppelganger_857 сказал:

под стрелочником закрепить сразу  и крутилку и клеммы

Да, так и будет. Планировал сверху, на тело радиатора, насадить два кронштейна, на которых и закрепить переднюю панель с крутилкой и клеммами. Но появился еще вариант - доработать опоры измерительной головки для крепления передней панели. Высоты достаточно. На днях выложу модель. 

[asng60]

Думаю оставить такой вариант (модельку ручки на резистор не стал делать). Сделаю ещё крышку на измерительную головку, чтоб пылью не покрывалась от частого использования :-) .

Спойлер

 

 

 

[Starichok]

пылью покрывается при редком использовании.

а при частом использовании ты будешь часто сметать пыль, если она появилась.

[mail_robot]

Крышку напечатать

[z_vip]

@asng60 конструктив не очень - не видно шкалу прибора. И нужно добавить вольтметр - китайский за 150 руб подойдет

[asng60]

46 минут назад, z_vip сказал:

не видно шкалу прибора. И нужно добавить вольтметр

Согласен, есть огромные недостатки. Моя благодарность за внимание и предметные замечания. О выбранном решении. Определяющие факторы: назначение, комплектующие и желание заказчика - меня, то есть :-) Назначение: получить опыт сборки и отладки подобных устройств; нагрузить БП для посмотреть пульсации и переходные характеристики - китайский вольтметр для этого не подходит. Аккумуляторы не разряжаю. Шкала - решил использовать свои запасы, к тому же является средством измерения. К слову, установлен шунт 75ШСМ3-10-0.5. Положение шкалы - это рабочее положение измерительной головки - в другом положении будет врать. Расположение шкалы: вертикальная конструкция - это небольшая занимаемая площадь; длительное непрерывное слежение за показометром не планируется. Собственно, вся конструкция: имеющийся радиатор в качестве несущего элемента плюс печать на 3Д-принтере желательно только плоских конструктивов без тонких вертикальных элементов. Ну и про "частое использование" уже упоминал: возможно, пару-тройку раз подключу нагрузку, в общем использовать буду редко.

Собираю в кучу - см. фото. Буду снимать характеристики - результаты выложу.

Спойлер

 

 

[z_vip]

@asng60доброго - предохранитель добавьте на 5-6-7 А. Успехов

[asng60]

Предыдущее прошу удалить. Спасибо!

С праздником всех!

"Вся электроника - наука о контактах" - не знаю кто автор.

Собрал в кучу нагрузку и начал над ней издеваться. Подключил всё вот по такой схеме:

Спойлер

Вместо выключателя два проводка - чтоб искрило. Синхронизация осциллографа по переднему фронту тока (синий канал), однократный режим и стал снимать картинки:

Спойлер

Несколько осциллограмм, в том числе первая и последняя, отображают "правильный" процесс: замкнулись контакты, бросок тока - заряд конденсаторов, затухающие колебания в контуре "последовательная индуктивность + ёмкость после конденсатора", плавное возрастание тока до установленной величины - работа схем подачи напряжения на LM431 и регулировки тока. Но если есть искрение при подключении источника к нагрузке, то благодаря наличию индуктивности могут появиться импульсы тока и напряжения, выходящие за рамки допустимых. Набросал схему в симуляторе

Спойлер

Диаграмма 1 - есть индуктивность и конденсаторы.

Диаграмма 2 - Индуктивность нулевая.

Диаграмма 3 - есть индуктивность нет шунтирующей ёмкости сток-исток.

Итого. Индуктивность на входе снижает скорость возрастания тока но приводит к появлению выбросов тока и напряжения. Отсутствие конденсаторов, шунтирующих исток-сток транзисторов может приводить к возбуждению на высокой частоте. Короткие броски тока в момент включения - ток заряда емкостей. Индуктивность на входе лучше не устанавливать. Лучше одеть на провода ферритовые бусинки.

Схема регулировки работает отлично. При длительной работе установленный ток стабилен во всём диапазоне.

Ну и проверка на прочность. Транзисторы AP60T03 (30V 45A). Ток 4,2А (установленное ограничение), напряжение плавно поднимаю от 4В, подключение так-же искрящими проводками. При напряжении 27В и очередном искрении ток стал нулевым. Что выгорело буду смотреть позже. Поверхностные измерения показали, что один транзистор в обрыве; так же в обрыве два китайских резистора 1Вт 0,33Ом, причём без видимых повреждений. Продолжение будет.

[z_vip]

@asng60 что ток стабильный это понятно заслуга ОУ

Выгорело из-за пробоя сток-исток напряжением при искрении - 27 В уже на пределе для 30 В  полевиков, учитывая длину проводников сток-исток может возникнуть перенапряжение и капут. Вот вам и предохранитель, что советовал установить.

Для надежности установил в своей нагрузке IRFP460 китайского разлива на 500 В, и 120 Вт рассеиваемая мощность радиатором. Начальный выброс тока можно снизить, если конденсатор сток-исток соединить последовательно с резистором 20-100 Ом.

Так как затворная емкость не может быстро разрядиться, то при искрении возможны выбросы тока более установленного порога из-за медлительности ОУ, тут уж придется думать как снизить ток. Успехов    

[asng60]

Благодарю всех, поделившихся замечаниями и предложениями! Отдельная благодарность z_vip за предложения, которыми я воспользовался и Starichok за принципиальную схему активной нагрузки.
Результаты теста на разрушение Активной Нагрузки (далее АН) с транзисторами AP60T03 (30V 45A). В процессе пайки ПП для внесения изменений, закоротил С10. В работе остались два канала - два транзистора. Эти транзисторы и вышли из строя (омметр показывает 120-140 Ом между любыми выводами в любом направлении). Причина выхода из строя - кратковременное превышение предельного напряжения и тока из-за плохого контакта (искрение) при подключении БП при уставке тока больше 0. Два китайских резистора 0,33Ом 1вт, включенные последовательно с этими транзисторами, так же вышли из строя. Но ОЧЕНЬ оригинально - стали показывать изоляцию, НО внешних повреждений не видно.
Выводы. Для снижения рисков пробоя силовых транзисторов: 1) (сделано) Максимально уменьшить индуктивность между БП и АН, в том числе убрать дроссель на входе АН (как вариант, можно включить обратный диод параллельно входному дросселю, но токи самоиндукции могут быть большими); 2) (не сделано) Как рекомендовал z_vip, последовательно с конденсаторами Сток-Исток включить резисторы 10-100Ом и входной быстродействующий предохранитель на максимальный ток АН +(3..4А); 3) Установить транзисторы с рабочим напряжением, раз в 5-10 превышающем напряжение нагружаемых БП; 4) Если требуется подключение "на горячую", то в цепь включения установить быстродействующий надёжный выключатель (автомат, реле, тумблер) с запасом по току от 2-3 крат.
Восстановление АН. Установил б.у. транзисторы IRFR3411 (100V 32A), устранил короткое C10, установил советские резисторы 0,33Ом 5Вт, удалил дроссель на входе и конденсатор после дросселя, удалил диодный мостик перед стабилизатором, т.к. питание от нестабилизированного БП АС220/DC16В 0,8А. Установил в корпус DC/DC для питания вентилятора. Добавил в схему переключатель на съёмной перемычке, позволяющий подать на вход компаратора 12В служебного - может понадобиться для отладки. Добавил в схему оптопару для вкл/выкл АН внешним ТТЛ сигналом - для исследования переходных процессов испытуемых БП. Тест на разрушение проводить не буду - вроде бы всё понятно.
Проверка. Как и говорил z_vip, диод MBR2045 сильно греется. Установленный на медную пластину 30*50*0,8 длительно держит 4А при ~40гр.Ц. При 6А нагревается градусов до ~60. С включенным вентилятором АН длительно держит 60Вт (12В 5А) при температуре радиатора в районе до 40гр.Ц. (приятно тёплый).
ZIP-файл - схема и печатка в формате DipTrace, схема в PDF. Фото и осциллограммы.

Спойлер

Активная нагрузка.zip

Спойлер

 

Спойлер