전원 공급 장치 테스트를 위한 더미 부하입니다. 계획, 설명

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전원 공급 장치 테스트를 위한 등가 부하입니다. 무선전자공학 및 전기공학 백과사전

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다양한 장치의 전원 공급 장치를 조립할 때 많은 무선 아마추어는 해당 장치를 의도된 목적으로 사용하기 전에 테스트해야 하는 필요성에 직면합니다. 제안된 장치를 사용하면 출력 전압의 5% 강하에 따라 소스의 최대 부하 전류를 자동으로 결정하거나 부하 특성을 수동으로 제거할 수 있습니다.

어느 날 나는 전원 공급 장치의 출력 매개변수를 확인해야 했습니다. 내 공급 장치에서 적합한 부하 저항을 찾지 못해 조정 가능한 부하 등가 트랜지스터를 조립하기로 결정했습니다. 완성된 디자인에 대한 설명을 찾을 수 없었기 때문에 그러한 장치를 직접 개발하고 조립하기로 결정했습니다.

명세서

테스트 중인 소스의 최대 전압, V .....30
전류 보호 작동 임계값, A.......9
등가 공급 전압, V.......15...30
소비전류, mA.......250

쌀. 1 (확대하려면 클릭)

등가 하중 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 1. DD1 마이크로컨트롤러에 의해 제어되므로 테스트 중인 소스의 전압과 공급되는 전류를 HGXNUMX LCD에 표시할 수 있습니다.

해당 기능을 켠 후 마이크로 컨트롤러 프로그램은 3초 이내에 LCD에 버전 번호를 표시한 후 녹색 LED HL2를 켜서 작동 준비 상태를 알립니다. 이제 테스트 중인 소스의 출력에 해당하는 입력을 연결할 수 있습니다. SB1 "+" 버튼을 짧게 누르면 장치가 수동 작동 모드로 전환되지만, 0,5초 이상 누르고 있으면 자동 모드가 켜집니다.

자동 모드에서는 먼저 유휴 상태에서 테스트 중인 소스의 전압을 측정한 다음 전압이 5% 떨어지거나 전류가 한계인 9A에 도달할 때까지 부하 전류를 점차적으로 증가시킵니다.

테스트 중인 소스에서 나오는 전압은 저항 분배기 R1R2에 의해 감소되어 마이크로컨트롤러 DD1에 내장된 ADC에 허용되는 값을 측정합니다. DA2.1 연산 증폭기의 전압 팔로워는 ADC의 올바른 작동에 필요한 낮은 출력 임피던스를 갖습니다.

테스트 중인 소스의 조정된 부하는 트랜지스터 VT3입니다. 그 베이스는 연산 증폭기 DA1.1의 리피터, 전압 분배기 R5R3 및 트랜지스터 VT1의 이미터 팔로워를 통해 적분 회로 R6C1에 의해 분리된 RC2의 출력에서 마이크로 컨트롤러에 의해 생성된 펄스의 일정한 구성 요소를 수신합니다. 펄스의 듀티 사이클(반복 기간에 대한 지속 시간의 비율)이 클수록 상수 구성 요소가 커지고 트랜지스터 VT3이 더 많이 열리고 테스트되는 소스의 부하 전류가 커집니다. 저항 R7에서 가져온 이 전류에 비례하는 전압은 연산 증폭기 DA2.2의 증폭기에 의해 마이크로 컨트롤러의 ADC에 허용되는 값으로 가져옵니다.

자동 모드에서는 프로그램이 펄스 지속 시간을 점차적으로 늘리고 테스트 중인 소스의 전압이 원래 소스에 비해 5% 감소할 때까지 전류가 증가합니다. 또한, 전류 증가가 멈추고, 전압과 전류의 정상 상태 값을 LCD에서 읽을 수 있습니다. 수동 모드에서는 SB1 "+" 및 SB2 "-" 버튼을 누르고 HG1 표시기에서 전압 및 전류 값을 읽어 부하 전류를 조정합니다.

과전류가 없으면 RC7의 출력은 고전압 레벨로 설정됩니다. 따라서 전계 효과 트랜지스터 VT2는 개방되어 장치 작동에 영향을 미치지 않습니다. 그러나 전류가 제한 값 9A를 초과하면 마이크로 컨트롤러는 RC7 출력을 낮은 전압 레벨로 설정하고 트랜지스터 VT2가 닫혀 테스트 중인 소스의 부하 회로가 차단됩니다. LCD에 과부하 메시지가 나타납니다.

과부하 원인을 제거한 후 동등한 작동 모드로 복귀하려면 SB1 버튼을 누르십시오. 마이크로 컨트롤러는 다시 RC7 출력을 높게 설정하여 트랜지스터 VT2를 엽니다.

프로그램에서 LCD의 전압 및 전류 값을 측정하고 표시한 다음에는 트랜지스터 VT1 및 VT2이 설치된 방열판 온도를 센서 BK3로 측정합니다. 일정한 베이스 전류를 사용하면 온도가 증가함에 따라 트랜지스터 VT3의 콜렉터 전류가 크게 증가하기 때문에 이는 매우 중요한 것으로 나타났습니다. 측정된 방열판 온도 값에 따라 프로그램은 다음을 수행합니다.

1. 온도가 35°C를 초과하지 않는 경우 마이크로컨트롤러의 출력 RC5 및 RC6에서 낮은 논리 레벨을 설정합니다. 트랜지스터 VT4 및 VT5가 닫히고 팬 M1이 꺼집니다.

2. 온도 범위가 35~56°C인 경우 출력 RC5를 높게 설정하고 출력 RC6을 설정합니다.

낮은 레벨, 트랜지스터 VT4를 열고 팬 M1의 첫 번째 속도를 켭니다.

3. 온도가 56°C보다 높으면 RC5 출력을 낮게 설정하고 RC6 출력을 높게 설정하고 트랜지스터 VT4를 닫고 VT5를 열어 두 번째(증가된) 팬 속도를 켭니다.

4. 온도가 70°C를 초과하면 RC7 출력에서 로우 레벨을 설정하여 트랜지스터 VT2를 닫고 테스트 중인 소스의 부하 전류를 차단합니다. 또한 녹색 LED HL2가 꺼지고 빨간색 HL1이 켜집니다. 팬은 계속 작동하여 트랜지스터를 냉각시키고 LCD에 "과열 진행 중"이라는 메시지가 나타나고 이 작업이 완료될 때까지 시간이 카운트다운됩니다. "퍼지 완료" 메시지가 표시된 후 테스트 중인 소스의 부하 회로를 닫고 빨간색 HL1 LED를 끄고 녹색 HL2를 켜서 등가 장치가 일반 모드로 전환됩니다.

측정된 전류 및 전압 값 외에도 HG1 LCD는 생성된 펄스의 지속 시간에 따라 달라지는 마이크로 컨트롤러 CCPR1L 레지스터의 값을 표시합니다. 이는 전류 조절 트랜지스터 VT3의 개방 정도를 간접적으로 특성화합니다. 250μs마다 전류가 9A를 초과했는지 확인합니다. 이 경우 테스트 중인 소스의 부하 회로가 파손됩니다.

전원 공급 장치 테스트를 위한 더미 부하
그림. 2

이 장치는 그림 2에 표시된 것처럼 호일 유리 섬유로 만들어진 단면 인쇄 회로 기판에 조립됩니다. 0,125. MLT와 같이 7W 전력의 고정 저항기를 사용할 수 있습니다. 저항 R10 - SQP-10 또는 5W 전력의 기타 권선. 10A 이상의 전류를 테스트하기 위해 장치를 사용할 계획이라면 이 저항기에 방열판을 장착하는 것이 좋습니다. 트리머 저항 R16 및 R37은 PV1W를 가져옵니다. 커패시터 C3 - C5, CXNUMX는 Jamicon의 산화물이고 나머지는 세라믹입니다.

트랜지스터 VT2 및 VT3은 펜티엄 4 프로세서의 방열판에 보드와 별도로 설치되며 1단 팬 M2도 사용됩니다. 트랜지스터 VT3와 VT1을 보드에 연결하고 서로 연결하는 전선의 단면적은 2mm1 이상이어야 합니다. 온도 센서 BK18은 트랜지스터 옆의 방열판에 부착되어 있습니다. 다이어그램에 표시된 DS20S1820 센서 대신 DSXNUMX을 사용할 수 있습니다.

통합 안정 장치 DA3 및 DA4의 경우 방열판이 필요하지 않습니다. 전원의 등가 부하에 의해 소비되는 전류는 250mA를 초과하지 않으며 주로 LCD 디스플레이 백라이트에 소비됩니다. 다이어그램에 표시된 유형의 표시기를 WH1602D로 교체하는 경우 저항 R17을 선택하여 전류 소비를 90mA로 줄일 수 있습니다. 백라이트를 완전히 끄면 더욱 감소합니다.

등가물 설정은 다음 순서로 수행됩니다. 우선, 10.12V DC 전압 소스가 입력에 연결되며, 그 값은 디지털 전압계로 최대한 정확하게 측정됩니다. 수동 모드로 전환하여 LCD의 전압 값이 디지털 전압계의 판독값과 일치하는지 확인합니다. 저항 R1을 선택하여 차이를 제거합니다.

전류계를 교정하기 위해 전압 소스와 등가 부하 사이에 전류계를 직렬로 연결합니다. 이 회로의 전류를 약 2A로 설정한 후 그 판독값을 등가의 LCD에 표시된 값과 비교합니다. 튜닝 저항 R10을 사용하여 일치를 달성합니다. 다음으로 SB1 및 SB2 버튼을 눌러 전류를 늘리거나 줄여 전체 변경 범위에서 판독 값이 일치하는지 확인합니다. 그런 다음 트리밍 저항 R10의 엔진을 속건성 바니시로 고정합니다.

결론적으로 조언 하나 드립니다. 모든 부품을 인쇄 회로 기판에 납땜한 후에는 남아 있는 플럭스(로진)를 조심스럽게 제거해야 합니다. 결과적으로 인쇄된 도체 사이에 누출이 발생하면 장치의 올바른 작동을 방해할 수 있습니다. 이러한 위반 사항을 발견한 후 보드의 모든 인쇄 회로 도체에서 상호 단락 및 단선이 있는지 확인했지만 발견하지 못했습니다. 그리고 세탁 후 모든 문제가 사라졌습니다. 저는 에어로졸 형태로 제공되며 플럭스 잔류물을 완벽하게 제거하는 Titan 용매를 사용했습니다.

부하 상태에서 테스트 중인 장치의 전압을 낮추고 전류 보호 기능을 트립하기 위해 프로그램에 지정된 임계값을 변경할 수 있지만 이를 위해서는 프로그램 소스 코드(애플리케이션에서 사용 가능한 rez.asm 파일)에 개입해야 합니다. 임계값 정보는 표에 표시된 대로 첫 번째 행에 기록됩니다.

전원 공급 장치 테스트를 위한 더미 부하

사용 가능한 값은 전류 - 밀리암페어, 전압 강하 - 백분율로 정수로 표현되어야 합니다. 변경 후에는 프로그램을 다시 번역하고 결과 HEX 파일을 마이크로컨트롤러 메모리에 로드해야 합니다.

Sprint Layout 형식의 인쇄 회로 기판 파일과 마이크로컨트롤러 프로그램은 ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/06/rez.zip에서 다운로드할 수 있습니다.

저자: 쿨도신

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