電源テスト用のダミー負荷です。スキーム、説明

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電源テスト用のダミーロード。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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多くのアマチュア無線家は、さまざまな機器の電源を収集する際、本来の目的に使用する前に電源を確認する必要性に直面しています。提案されたデバイスを使用すると、出力電圧の 5% 低下によって電源の最大負荷電流を自動的に決定したり、負荷特性を手動で削除したりできます。

電源の出力パラメータを確認する必要があったことがあります。在庫に適切な負荷抵抗が見つからなかったので、トランジスタ化された調整可能な負荷同等のものを組み立てることにしました。完成した設計の説明が見つからなかったので、そのような装置を自分で開発して組み立てることにしました。

技術特性

テスト対象電源の最大電圧、V ..... 30
電流保護の動作しきい値、A....... 9
等価供給電圧、V......15...30
消費電流、mA ....... 250

米。 1（クリックで拡大）

負荷ダミー回路を図に示します。 1. マイクロコントローラ DD1 によって制御されます。これにより、LCD HG1 上にテスト対象の電源の電圧とそれが発する電流を表示することが可能になりました。

同等の電源をオンにすると、マイクロコントローラープログラムはそのバージョン番号を LCD に 3 秒間表示し、その後緑色の LED HL2 をオンにして、動作の準備ができたことを示します。これで、テスト対象のソースの出力と同等の入力を接続できるようになります。 SB1 の「+」ボタンを短く押すと、デバイスは手動モードに切り替わります。少なくとも 0,5 秒間押し続けると、自動モードがオンになります。

自動モードでは、まずテスト対象の電源の電圧がアイドル状態で測定され、その後、電圧が 5% 低下するか電流が制限の 9 A に達するまで、負荷電流が徐々に増加します。

テスト対象のソースからの電圧は、DD1 マイクロコントローラーの内蔵 ADC に許容される値を測定するために、抵抗分圧器 R2R1 によって低減されます。 DA2.1 オペアンプのボルテージフォロワは、ADC が正しく動作するために必要な低い出力インピーダンスを持っています。

テスト対象のソースの制御負荷はトランジスタ VT3 です。 RC1.1 の出力でマイクロコントローラによって生成され、積分回路 R5C3 によって選択されたパルスの一定成分は、オペアンプ DA1 のフォロワ、分圧器 R6R1、およびオペアンプ DA2 のエミッタフォロワを介してそのベースに供給されます。トランジスタVT3。パルスのデューティサイクル (繰り返し周期に対する持続時間の比) が大きいほど、定数成分が大きくなり、トランジスタ VT7 がより開き、テスト対象のソースの負荷電流が大きくなります。この電流に比例して、抵抗器 R2.2 から取られる電圧、オペアンプ DAXNUMX のアンプは、マイクロコントローラーの ADC にとって許容可能な値になります。

自動モードでは、プログラムはパルスの持続時間を徐々に長くし、テスト対象の電源の電圧が元の電圧に対して 5% 低下するまで電流が増加します。さらに、電流の増加が停止し、電圧と電流の定常状態の値を LCD で読み取ることができます。手動モードでは、負荷電流はボタンSB1「+」とSB2「-」を押し、HG1インジケーターから電圧と電流の値を読み取ることによって調整されます。

過電流が存在しない場合、RC7 の出力は高電圧レベルに設定されます。したがって、電界効果トランジスタ VT2 は開いており、デバイスの動作に影響を与えません。しかし、電流が制限値の 9 A を超えるとすぐに、マイクロコントローラーは出力 RC7 を低電圧レベルに設定し、トランジスタ VT2 が閉じて、テスト対象のソースの負荷回路を遮断します。過負荷メッセージが LCD に表示されます。

過負荷の原因を取り除き、元の動作モードに戻す場合は、SB1ボタンを押してください。マイクロコントローラーは再び RC7 出力をハイレベルに設定し、トランジスタ VT2 を開きます。

プログラムで電圧と電流の値を測定してLCDに表示した後、BK1センサーはトランジスタVT2とVT3が取り付けられているヒートシンクの温度を測定します。ベース電流が一定の場合、トランジスタ VT3 のコレクタ電流は温度の上昇とともに大幅に増加するため、これは非常に重要であることがわかりました。ヒートシンク温度の測定値に応じて、プログラムは次のことを実行します。

1. 温度が 35 °C を超えない場合は、マイクロコントローラーの出力 RC5 および RC6 を Low ロジックレベルに設定します。トランジスタ VT4 と VT5 は閉じられ、ファン M1 はオフになります。

2. 温度が 35 ～ 56 °C の範囲にある場合、出力 RC5 を High に設定し、出力 RC6 をハイに設定します。

トランジスタ VT4 を開いて第 1 ファン速度 MXNUMX をオンにすることにより、ローレベルになります。

3. 温度が 56 °C を超える場合は、出力 RC5 をローレベル、出力 RC6 をハイレベルに設定し、トランジスタ VT4 を閉じ、VT5 を開き、XNUMX 番目の (増加した) ファン速度を含みます。

4. 温度が 70 °C を超えると、RC7 の出力がローレベルに設定され、トランジスタ VT2 が閉じ、テスト対象のソースの負荷電流が遮断されます。さらに、緑色の LED HL2 が消灯し、赤色の LED HL1 が点灯します。ファンが動作し続けてトランジスタを冷却し、LCD に「過熱をパージしています」というメッセージが表示され、動作が完了するまでの時間がカウントされます。「パージが完了しました」というメッセージの後、テスト対象のソースの負荷回路を閉じ、赤色の LED HL1 をオフにし、緑色の HL2 をオンにすることにより、同等のモードが通常モードに切り替わります。

HG1 LCD には、電流と電圧の測定値に加えて、生成されたパルスの持続時間が依存するマイクロコントローラーの CCPR1L レジスタの値が表示されます。これは、電流調整トランジスタ VT3 の開度を間接的に特徴付けます。 250 µs ごとに、電流が 9 A を超えているかどうかがチェックされます。これが発生すると、テスト対象のソースの負荷回路が遮断されます。

電源をテストするためのダミー負荷
図。 2

このデバイスは、図に示すように、フォイルグラスファイバー製の片面プリント基板上に組み立てられます。 2. MLT など、電力 0,125 W の固定抵抗器を使用できます。抵抗 R7 - SQP-10 またはその他の 10 W ワイヤ。 5 A を超える電流をテストするためにデバイスを使用する予定がある場合は、この抵抗器にヒートシンクを設けることをお勧めします。トリマー抵抗器 R10 および R16 は輸入された PV37W です。コンデンサC1 - C3、C5 - 酸化物会社Jamicon、残り - セラミック。

Pentium 2プロセッサのヒートシンク上にトランジスタVT3、VT4がボードとは別に設置されており、そこから1速のM2ファンも使用されます。トランジスタ VT3 および VT1 と基板、およびそれらの間を接続するワイヤの断面積は少なくとも 2 mm1 でなければなりません。ヒートシンク上のトランジスタの隣には温度センサー BK18 があります。図に示されている DS20S1820 センサーの代わりに、DSXNUMX を使用できます。

DA3およびDA4統合レギュレータにはヒートシンクは必要ありません。負荷ダミーが電源から消費する電流は 250 mA を超えず、主に LCD ディスプレイのバックライトに消費されます。図のタイプのインジケータをWH1602Dに置き換える場合、抵抗R17を選択することで消費電流を90mAまで低減できます。バックライトを完全に消すとさらに減少します。

等価性の確立は以下の順序で行われます。まず、10.12 V DC 電圧源が入力に接続され、その値がデジタル電圧計でできるだけ正確に測定されます。マニュアルモードに相当するものを移行することで、LCD 上の電圧値がデジタル電圧計の測定値と一致することを確認します。抵抗 R1 を選択することで差を解消します。

電流計を校正するには、電圧源と負荷ダミーの間に電流計を直列に接続します。この回路の電流を約 2 A に設定し、その読み取り値を同等の LCD に表示される値と比較します。トリマ抵抗器 R10 の助けを借りて、一致を実現します。さらに、ボタン SB1 と SB2 を押して電流を増減すると、その変化範囲全体で測定値が一致することを確認します。その後、チューニング抵抗器R10のエンジンを速乾性ワニスで修正します。

最後に一つアドバイスを。すべての部品をプリント基板にはんだ付けした後、プリント基板からフラックス（ロジン）の残留物を注意深く除去する必要があります。結局のところ、プリント導体間に漏れが発生すると、デバイスの正常な動作が妨げられる可能性があります。このような違反を見つけたので、基板のすべてのプリント導体に相互の短絡や断線がないか確認しましたが、見つかりませんでした。そして洗濯後、すべての問題が消えました。私は「Titan」シンナーを使用しました。これはエアロゾルの形で入手でき、フラックス残留物を完全に除去します。

負荷下での被試験デバイスの電圧低下閾値とプログラムで設定されている電流保護動作は変更できますが、これにはプログラムのソースコード (アプリケーションで利用可能なファイル rez.asm) への介入が必要です。表に示すように、最初の行にはしきい値情報が記録されます。

電源をテストするためのダミー負荷

そこで利用可能な値は必ず整数で表す必要があります: 電流 - ミリアンペア、電圧減少 - パーセント。変更を加えた後、プログラムを再変換し、結果の HEX ファイルをマイクロコントローラーのメモリにロードする必要があります。

Sprint Layout 形式の PCB ファイルとマイクロコントローラープログラムは、ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/06/rez.zip からダウンロードできます。

作者：クルドシン

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