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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Carico equivalente per testare gli alimentatori. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Alimentatori Molti radioamatori, quando assemblano alimentatori per vari dispositivi, si trovano di fronte alla necessità di testarli prima di utilizzarli per lo scopo previsto. Il dispositivo proposto consente di determinare automaticamente la corrente di carico massima di una sorgente in base a una caduta del 5% nella sua tensione di uscita o di rimuovere manualmente la caratteristica di carico. Un giorno avevo bisogno di controllare i parametri di uscita dell'alimentatore. Non trovando resistenze di carico adatte nelle mie forniture, ho deciso di assemblare un transistor di carico regolabile equivalente. Poiché non è stato possibile trovare una descrizione del progetto finito, ho deciso di sviluppare e assemblare io stesso un dispositivo del genere. caratteristiche tecniche
Il diagramma del carico equivalente è mostrato in Fig. 1. È controllato dal microcontrollore DD1, che consente di visualizzare sul display LCD HG1 la tensione della sorgente in prova e la corrente da essa fornita. Dopo aver acceso l'equivalente, il programma del microcontrollore visualizza il numero della sua versione sul display LCD entro 3 s, dopodiché accende il LED verde HL2, segnalando la disponibilità al funzionamento. Ora puoi collegare l'ingresso dell'equivalente all'uscita della sorgente da testare. Dopo una breve pressione sul pulsante SB1 “+”, il dispositivo passerà alla modalità di funzionamento manuale, ma se lo si tiene premuto per almeno 0,5 s, si attiverà la modalità automatica. In modalità automatica, la tensione della sorgente da testare viene prima misurata al minimo, quindi la corrente di carico viene gradualmente aumentata finché la tensione non scende del 5% o la corrente raggiunge il limite di 9 A. La tensione proveniente dalla sorgente in prova viene ridotta da un partitore resistivo R1R2 per misurare il valore accettabile per l'ADC integrato nel microcontrollore DD1. L'inseguitore di tensione sull'amplificatore operazionale DA2.1 ha una bassa impedenza di uscita, necessaria per il corretto funzionamento dell'ADC. Il carico regolato della sorgente da testare è il transistor VT3. La sua base, attraverso un ripetitore sull'amplificatore operazionale DA1.1, un partitore di tensione R5R3 e un inseguitore di emettitore sul transistor VT1, riceve la componente costante degli impulsi generati dal microcontrollore all'uscita di RC6, separata dal circuito integratore R1C2. Maggiore è il ciclo di lavoro degli impulsi (il rapporto tra la loro durata e il periodo di ripetizione), maggiore è la componente costante, più aperto è il transistor VT3 e maggiore è la corrente di carico della sorgente da testare. La tensione proporzionale a questa corrente, prelevata dal resistore R7, viene portata dall'amplificatore sull'amplificatore operazionale DA2.2 a un valore accettabile per l'ADC del microcontrollore. In modalità automatica, il programma aumenta gradualmente la durata degli impulsi e la corrente aumenta fino a quando la tensione della sorgente in prova diminuisce del 5% rispetto a quella originale. Inoltre, la crescita della corrente si ferma e i valori stazionari di tensione e corrente possono essere letti sul display LCD. In modalità manuale, la corrente di carico viene regolata premendo i pulsanti SB1 “+” e SB2 “-”, leggendo i valori di tensione e corrente dall'indicatore HG1. In assenza di sovracorrente, l'uscita di RC7 è impostata su un livello di tensione elevato. Pertanto, il transistor ad effetto di campo VT2 è aperto e non influisce sul funzionamento del dispositivo. Ma non appena la corrente supera il valore limite di 9 A, il microcontrollore imposterà l'uscita RC7 su un livello di bassa tensione e il transistor VT2 si chiuderà, interrompendo il circuito di carico della sorgente in prova. Sul display LCD verrà visualizzato un messaggio di sovraccarico. Per riportare l'equivalente in modalità operativa dopo aver eliminato la causa del sovraccarico, premere il pulsante SB1. Il microcontrollore imposterà nuovamente l'uscita RC7 su alto, aprendo così il transistor VT2. La misurazione e la visualizzazione dei valori di tensione e corrente sul display LCD nel programma è seguita dalla misurazione da parte del sensore BK1 della temperatura del dissipatore di calore su cui sono installati i transistor VT2 e VT3. Ciò si è rivelato molto importante, poiché con una corrente di base costante, la corrente del collettore del transistor VT3 aumenta notevolmente all'aumentare della temperatura. A seconda del valore misurato della temperatura del dissipatore di calore, il programma esegue le seguenti operazioni: 1. Se la temperatura non supera i 35 °C, imposta livelli logici bassi sulle uscite RC5 e RC6 del microcontrollore. I transistor VT4 e VT5 sono chiusi, la ventola M1 è spenta. 2. Se la temperatura è compresa tra 35 e 56 °C, imposta l'uscita RC5 alta e l'uscita RC6 livello basso, apertura del transistor VT4 e accensione della prima velocità della ventola M1. 3. Se la temperatura è superiore a 56 °C, imposta l'uscita RC5 bassa e l'uscita RC6 alta, chiudendo il transistor VT4, aprendo VT5 e quindi attivando la seconda (maggiorata) velocità della ventola. 4. Se la temperatura supera i 70 °C, imposta il livello basso sull'uscita di RC7, chiudendo così il transistor VT2 e interrompendo la corrente di carico della sorgente in prova. Inoltre spegne il LED verde HL2 e accende il LED rosso HL1. La ventola continua a funzionare, raffreddando i transistor, e sul display LCD appare il messaggio "Surriscaldamento in corso" e il tempo viene contato alla rovescia fino al completamento di questa operazione. Dopo il messaggio "Purge is complete", l'equivalente entra in modalità normale chiudendo il circuito di carico della sorgente in prova, spegnendo il LED rosso HL1 e accendendo il LED verde HL2. Oltre ai valori di corrente e tensione misurati, il display LCD dell'HG1 visualizza il valore del registro CCPR1L del microcontrollore, da cui dipende la durata degli impulsi generati. Caratterizza indirettamente il grado di apertura del transistor di regolazione della corrente VT3. Ogni 250 µs viene controllato se la corrente ha superato i 9 A. Se ciò accade, il circuito di carico della sorgente in prova è interrotto.
Il dispositivo è assemblato su un circuito stampato unilaterale in fibra di vetro, mostrato in Fig. 2. Può utilizzare qualsiasi resistore fisso con una potenza di 0,125 W, ad esempio MLT. Resistore R7 - SQP-10 o altro filo avvolto con una potenza di 10 W. Se si prevede di utilizzare il dispositivo per testare correnti superiori a 5 A, è consigliabile dotare questa resistenza di un dissipatore di calore. I resistori trimmer R10 e R16 sono PV37W importati. I condensatori C1 - C3, C5 sono ossido di Jamicon, il resto è ceramico. I transistor VT2 e VT3 sono installati separatamente dalla scheda su un dissipatore di calore del processore Pentium 4. Da esso viene utilizzata anche una ventola M1 a due velocità. I fili che collegano i transistor VT2 e VT3 alla scheda e tra loro devono avere una sezione trasversale di almeno 1 mm2. Un sensore di temperatura BK1 è collegato al dissipatore di calore accanto ai transistor. Al posto del sensore DS18S20 indicato nello schema è possibile utilizzare il DS1820. Per gli stabilizzatori integrati DA3 e DA4 non è necessario un dissipatore di calore. La corrente consumata dal carico equivalente dalla sua fonte di alimentazione non supera i 250 mA e viene spesa principalmente per la retroilluminazione del display LCD. Quando si sostituisce un indicatore del tipo indicato nello schema con un WH1602D, è possibile selezionare la resistenza R17 per ridurre il consumo di corrente a 90 mA. Se spegni completamente la retroilluminazione, diminuirà ancora di più. La creazione di un equivalente viene eseguita nel seguente ordine. Al suo ingresso viene innanzitutto collegata una sorgente di tensione continua da 10.12 V, il cui valore viene misurato nel modo più accurato possibile con un voltmetro digitale. Passando l'equivalente alla modalità manuale, ci assicuriamo che il valore della tensione sul suo display LCD corrisponda alle letture del voltmetro digitale. Eliminiamo la differenza selezionando il resistore R1. Per calibrare il misuratore di corrente, colleghiamo un amperometro in serie tra la sorgente di tensione e il carico equivalente. Impostando la corrente in questo circuito a circa 2 A, confrontiamo le sue letture con il valore visualizzato sul display LCD dell'equivalente. Utilizzando il resistore di sintonizzazione R10 otteniamo una corrispondenza. Successivamente, aumentando e diminuendo la corrente premendo i pulsanti SB1 e SB2, ci assicuriamo che le letture coincidano lungo l'intero intervallo della sua variazione. Successivamente ripariamo il motore della resistenza di regolazione R10 con una vernice ad asciugatura rapida. In conclusione, un consiglio. Dopo che tutte le parti sono state saldate al circuito stampato, è necessario rimuovere con attenzione qualsiasi residuo di flusso (colofonia) da esso. Come si è scoperto, le perdite che si creano tra i conduttori stampati possono compromettere il corretto funzionamento del dispositivo. Avendo scoperto tali violazioni, ho controllato tutti i conduttori del circuito stampato della scheda per cortocircuiti e interruzioni reciproche, ma non li ho trovati. E dopo il lavaggio tutti i problemi sono scomparsi. Ho usato il solvente Titan, che si presenta sotto forma di aerosol e rimuove perfettamente i residui di flussante. Le soglie specificate nel programma per la riduzione della tensione del dispositivo in prova sotto carico e per l'intervento della protezione amperometrica possono essere modificate, ma ciò richiede l'intervento nel codice sorgente del programma (il file rez.asm disponibile nell'applicazione). Le informazioni sulla soglia vengono registrate nelle prime righe, come mostrato nella tabella.
I valori disponibili devono essere espressi in numeri interi: corrente - in milliampere, caduta di tensione - in percentuale. Dopo aver apportato le modifiche, il programma dovrebbe essere ritradotto e il file HEX risultante caricato nella memoria del microcontrollore. Il file del circuito stampato in formato Sprint Layout e il programma del microcontrollore possono essere scaricati da ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/06/rez.zip. Autore: Kuldoshin
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