Меню

Регулируемая нагрузка для блока питания

Регулируемая нагрузка для блока питания

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Искусственная нагрузка для блока питания

При тестировании мощных блоков питания используется электронная нагрузка, например, для принудительной установки заданного тока. На практике часто применяются лампы накаливания (что является плохим решением из-за низкого сопротивления холодной нити) или резисторы. На сайтах интернет-магазинов доступен для покупки модуль электронной нагрузки (по цене около 600 рублей).

Такой модуль имеет следующие параметры: максимальная мощность 70 Вт, длительная мощность 50 Вт, максимальный ток 10 А, максимальное напряжение 100 В. На плате имеется измерительный резистор (в виде изогнутого провода), транзистор IRFP250N, TL431, LM258, LM393. Чтобы запустить модуль искусственной нагрузки необходимо закрепить транзистор на радиаторе (лучше оснастить вентилятором), включить потенциометр, обеспечивающий регулировку тока и подключить источник питания 12 В. Вот упрощенная структурная схема:

Искусственная нагрузка для блока питания

Разъем V- V+ используется для подключения проводов, соединяющих испытуемое устройство, последовательно с этой цепи стоит включить амперметр для контроля заданного тока.

Питание подводится на разъем J3, само устройство потребляет ток 10 мА (не считая потребления тока вентилятора). Потенциометр подключаем к разъему J4 (PA).

Вентилятор на 12 В можно подключить к разъему J1 (FAN), на этом разъеме присутствует напряжение питания с разъема J3.

На разъеме J2 (VA) есть напряжение на клеммах V- V+, можем подключить здесь вольтметр и проверить, что за напряжение на выходе нагрузки источника питания.

При токе 10 А, ограничение непрерывной мощности до 50 Вт приводит к тому, что напряжение на входе не должно превышать 5 В, для мощности 75 Вт, напряжение 7.5 В соответственно.

После тестирования с блоком питания в качестве источника напряжения подключили аккумулятор с напряжением 12 В, чтобы не превышать 50 Вт — ток не должен быть больше 4 A, для мощности 75 Вт — 6 A.

Искусственная нагрузка для блока питания

Далее решено было проверить, какой формы будет напряжение на входе модуля,
будут ли там пульсации?

Искусственная нагрузка для блока питания

Уровень колебаний напряжения на входе модуля является вполне приемлемым (согласно осциллограммы).

Схема принципиальная эл. нагрузки

Это не 100% точная схема, но вполне похожая и неоднократно собранная людьми. Есть и рисунок печатной платы.

Искусственная нагрузка для блока питания

Искусственная нагрузка для блока питания

Принцип действия

Транзистор — МОП-транзистор с каналом N-типа, с большим током Id и мощностью Pd и меньшим сопротивлением RDSON. От его параметров будут зависеть предельные токи и напряжения работы блока искусственной нагрузки.

Был использован транзистор NTY100N10, его корпус to-264 обеспечивает хорошее тепловыделение, а его максимальная мощность рассеивания 200 Вт (зависит от радиатора, на котором его разместим).

Вентилятор также необходим, для его управления применен термистор RT1 — при температуре 40 oC он отключает питание и опять включает когда температура радиатора превышает 70 oC. При нагрузке 20 А, резистор должен иметь мощность 40 Вт и быть хорошо охлажден.

Для измерения тока использован амперметр на популярной микросхеме ICL7106. Схема не требует настройки, после правильной сборки работает сразу. Нужно только подобрать R02 чтобы минимальный ток составлял 100 мА, также можно выбрать значение R01 чтобы максимальный ток не превышал 20 А.

Источник



Тестер блоков питания ATX с регулируемой нагрузкой

При ремонте или испытании компьютерных блоков питания ATX часто возникает необходимость оценить их нагрузочные характеристики, такие как допустимые отклонения выходных напряжений, уровень пульсаций и конечно же максимальную выходную мощность. Без специального оборудования, в виде эквивалента нагрузки, осциллографа и некоторых других устройств протестировать соответствие стандарту характеристик, указанных производителем на наклейке блока питания крайне сложно. Одни создают специальные стенды, другие пользуются набором автомобильных ламп, третьи используют мощные проволочные резисторы в качестве нагрузочного эквивалента. Его сопротивление у большинства тестеров неизменно и не подбирается специально для каждого испытуемого блока, поэтому функциональность таких приборов ограничена. Мне хотелось сделать простое, но универсальное устройство, позволяющее полуавтоматически устанавливать требуемую нагрузку на шины +5V, +12V, +3,3V, одновременно измеряя соответствующие выходные напряжения и контролируя допустимый уровень их отклонений.

Читайте также:  Блок питания mean well drh 120 24

Таким образом был разработан и изготовлен прибор, состоящий из ступенчатого блока нагрузок, модуля управления включением этих нагрузок и платы тестера напряжений компьютерных БП (POWER SUPPLY TESTER), с которой были выпаяны разъемы и нагрузочные резисторы.

Блок нагрузок для каждого канала выходных напряжений 3,3V, 5V и 12V состоит из семи 10-ти ваттных цементных резисторов одинакового сопротивления, один из которых включен постоянно, а остальные шесть подключаются через MOSFET-транзисторы, выступающие в роли электронных ключей. Их поочерёдным открытием и закрытием управляет микросхема LM3914, которая применяется в светодиодных индикаторах с линейной шкалой. Она включена в режиме «столбик». Регулируя переменный резистор, происходит ступенчатое изменение уровня на выходах микросхемы, а значит и поочерёдное открытие или закрытие MOSFETов, которое контролируется загоревшимися светодиодами. Схема включения LM3914 выполнена так, чтобы можно было осуществлять регулировку от минимума (при котором не горит ни один светодиод и все MOSFETы закрыты, но включен один постоянный резистор), до максимума (при котором загораются все шесть светодиодов, MOSFETы открыты и все семь нагрузочных резисторов становятся подсоединенными параллельно). Для отдельной регулировки по каждому каналу использовано три таких модуля на LM3914. Слаботочные линии -5V, -12V и дежурного +5V SB нагружены постоянными маломощными сопротивлениями.

После подключения блока питания ATX к разъемам прибора и включении в сеть, должен загореться фиолетовый светодиод контроля дежурного напряжения +5В_SB. Поскольку этим напряжением питаются и микросхемы LM3914, требуемую нагрузку для каждого канала можно установить как перед запуском БП, так и во время работы, ориентируясь по светодиодным индикаторам.

Запускается тестируемый блок питания кратковременным нажатием кнопки S1, пока в цепи не появится сигнал «Power Good» и не откроется транзистор VT1, который зашунтирует кнопку, о чем будет сигнализировать загорание зелёного светодиода “PG”. Время задержки появления сигнала “PG” будет отображено на дисплее индикатора выходных напряжений. После этого должен заработать кулер и засветиться все светодиоды наличия выходных напряжений. Выключение осуществляется нажатием кнопки SB2. Ее контакты зашунтируют эмиттерный переход транзистора VT1, и он закроется, разомкнув цепь включения блока.

Какой уровень индикаторов выставить для каждого канала определяется исходя из нижеприведённых расчетов. Зная общее сопротивление резисторов при параллельном включении к каждой шине, можно рассчитать какая сила тока будет протекать через нагрузку и какой будет выходная мощность по каждому каналу выходных напряжений 3,3V, 5V и 12V.

Таким образом можно проводить тестирование с различными вариантами нагрузок, причем желательно, чтобы их общая суммарная мощность не превышала 100 процентов максимальной выходной мощности БП. Выход за пределы, в лучшем случае, может привести к срабатыванию защиты от перегрузки по току, а в худшем – к выходу из строя проверяемого блока питания. Всегда нужно обращать внимание и на допустимую комбинацию нагрузок по каждой линии, чтобы не допустить перекос напряжений, возникающий из-за неравномерного их распределения по шинам.

Повышая ток нагрузки контролируется снижение значений выходных напряжений, максимально допустимые отклонения которых не должны превышать 5% от номинала.

Для подключения испытуемого блока питания к тестеру была сделана внешняя плата, на которую припаяны 24-х контактный разъем для питания материнской платы, 4-х контактный разъем питания процессора, 6-ти контактный – для дополнительного питания видеокарты, SATA и Molex – для подключения жестких дисков и оптических приводов.

Тестер выполнен в стандартном корпусе блока питания ATX. В нижней части корпуса на посадочные места устанавливается плата нагрузок с ключами. На нагрузочные резисторы через термопасту по всей площади устанавливается радиатор размерами 130х110х45, который крепится к плате и обдувается родным кулером. Плата с микросхемами управления и светодиодами индикации включения нагрузок и состояний всех линий (+5V_Standy (дежурное), PowerGood, +3.3V, +5V, +12V, -12V, -5V (для старых БП)), а также тактовыми кнопками включения и выключения расположена в верхней части корпуса, который специально для удобств выбран с уже имеющимися для них отверстиями. Понадобилось только выпилить место под экран тестера напряжений. Цвет индикаторных светодиодов, а также светодиодов наличия напряжения на линиях, подобран в соответствии со стандартными цветами проводов блока питания.

Читайте также:  Блок питания 65w для ноутбука hp series ppp009l

Печатные платы выполнены в программе Sprint-Layout 6.0.

В качестве ключей подойдут любые n-канальные MOSFET-транзисторы в корпусе TO252, взятые с материнских плат.

Также необходимо не забыть вывести провода для подключения платы индикации выходных напряжений к соответствующим выводам, откуда были выпаяны разъёмы.

Выдает ли свои чистые 500 Ватт качественный блок питания известного бренда с сертификацией «80 Plus» или недорогой бюджетный блок питания с небольшим весом? Этим прибором с успехом удаётся проверить.

Источник

Регулируемая электронная нагрузка для проверки блока питания. Схема

Эта простая схема электронной нагрузки может быть использована для тестирования различных видов блоков питания. Система ведет себя как резистивная нагрузка с возможностью регулирования.

С помощью потенциометра мы можем зафиксировать любую нагрузку от 10мА до 20А, и такое значение будет поддерживаться независимо от падения напряжения. Величина тока непрерывно отображается на встроенном амперметре — поэтому нет необходимости для этой цели использовать сторонний мультиметр.

Схема регулируемой электронной нагрузки

Схема настолько проста, что практически любой желающий может собрать ее, и думаю, она будет незаменима в мастерской каждого радиолюбителя.

Операционный усилитель LM358 делает так, чтобы падение напряжения на R5 было равно значению напряжения заданного с помощью потенциометров R1 и R2. Потенциометр R2 предназначен для грубой подстройки, а R1 для точной.

Резистор R5 и транзистор VT3 (при необходимости и VT4) необходимо подобрать соответствующими максимальной мощности, которой мы хотим нагрузить наш блок питания.

reguliruemaya-elektronnaya-nagruzka-dlya-proverki-bloka-pitaniya-sxema-min

Подбор транзистора

В принципе подойдет любой N-канальный MOSFET транзистор. От его характеристики будет зависеть рабочее напряжение нашей электронной нагрузки. Параметры, которые должны заинтересовать нас — большой Ik (ток коллектора) и Ptot (рассеиваемая мощность). Ток коллектора — это максимальный ток, который может пустить через себя транзистор, а рассеиваемая мощность — это мощность, которую транзистор может отвести в виде тепла.

В нашем случае транзистор IRF3205 теоретически выдерживает ток до 110А, однако его максимальная мощность рассеивания около 200 Вт. Как нетрудно подсчитать, максимальный ток 20А мы можем задать при напряжении до 10В.

Для того чтобы улучшить эти параметры, в данном случае используем два транзистора, что позволит рассеивать 400 Вт. Плюс ко всему нам будет нужен мощный радиатор с принудительным охлаждением, если мы действительно собираемся выжать максимум.

Транзисторы BC327 и BC337 — повторители для MOSFET транзисторов, предназначены для обеспечения быстрой перезарядки затвора. Конденсатор С1 предназначен для подавления возбуждений (при тестировании импульсных БП).

Подбор резистора

При нагрузке 20А, резистор R5 должен иметь мощность 40 Вт и хорошо охлажден (20 A * 0,1 Ом = 2 В; 2 В * 20 A = 40 Вт). Лучше использовать резистор в металлическом корпусе с возможностью установки на радиатор. Можно также соединить параллельно несколько резисторов так, чтобы получить соответствующую мощность и сопротивление.

Напряжение питания схемы – нестабилизированное 15В, хотя оно зависит от параметра Vgs (напряжение затвора) нашего транзистора, при котором он полностью откроется. Как правило, не нужно больше 10В. Поскольку при более высоком напряжении стабилизатора DA1 должен быть оснащен радиатором.

Можно использовать транзисторы (VT3 и VT4) с логическим уровнем управления, то есть такой, который управляется напряжением TTL. Тогда напряжение питания в 7В будет достаточно. На этом заканчивается описание основной части электронной нагрузки.

При желании в схему можно добавить амперметр, но это не обязательно. Тем не менее, дополнив схему амперметром мы освободим свой мультиметр, который будет необходим для настройки. Измерительный блок выполнен на популярной микросхеме ICL7107 и четырех 7-сегментных светодиодных индикаторов по классической схеме.

Читайте также:  Блок питания crt телевизоров

Настройка

Перед использованием нужно откалибровать показания нашего амперметра. Для этого подключаем электронную нагрузку к блоку питания и в разрыв цепи включаем мультиметр (диапазон 10А). После прогрева схемы, потенциометром R9 устанавливаем такое же показание, как на мультиметре.

Другие области применения устройства

Регулируемая электронная нагрузка подойдет не только для тестирования блоков питания. Устройство также может быть использовано для тестирования батарей, аккумуляторов. С помощью его удобно измерять и рассчитывать емкость за счет стабилизации тока, который всегда будет поддерживаться на заданном уровне.

Источник

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Искусственная нагрузка для блока питания

При тестировании мощных блоков питания используется электронная нагрузка, например, для принудительной установки заданного тока. На практике часто применяются лампы накаливания (что является плохим решением из-за низкого сопротивления холодной нити) или резисторы. На сайтах интернет-магазинов доступен для покупки модуль электронной нагрузки (по цене около 600 рублей).

Такой модуль имеет следующие параметры: максимальная мощность 70 Вт, длительная мощность 50 Вт, максимальный ток 10 А, максимальное напряжение 100 В. На плате имеется измерительный резистор (в виде изогнутого провода), транзистор IRFP250N, TL431, LM258, LM393. Чтобы запустить модуль искусственной нагрузки необходимо закрепить транзистор на радиаторе (лучше оснастить вентилятором), включить потенциометр, обеспечивающий регулировку тока и подключить источник питания 12 В. Вот упрощенная структурная схема:

Искусственная нагрузка для блока питания

Разъем V- V+ используется для подключения проводов, соединяющих испытуемое устройство, последовательно с этой цепи стоит включить амперметр для контроля заданного тока.

Питание подводится на разъем J3, само устройство потребляет ток 10 мА (не считая потребления тока вентилятора). Потенциометр подключаем к разъему J4 (PA).

Вентилятор на 12 В можно подключить к разъему J1 (FAN), на этом разъеме присутствует напряжение питания с разъема J3.

На разъеме J2 (VA) есть напряжение на клеммах V- V+, можем подключить здесь вольтметр и проверить, что за напряжение на выходе нагрузки источника питания.

При токе 10 А, ограничение непрерывной мощности до 50 Вт приводит к тому, что напряжение на входе не должно превышать 5 В, для мощности 75 Вт, напряжение 7.5 В соответственно.

После тестирования с блоком питания в качестве источника напряжения подключили аккумулятор с напряжением 12 В, чтобы не превышать 50 Вт — ток не должен быть больше 4 A, для мощности 75 Вт — 6 A.

Искусственная нагрузка для блока питания

Далее решено было проверить, какой формы будет напряжение на входе модуля,
будут ли там пульсации?

Искусственная нагрузка для блока питания

Уровень колебаний напряжения на входе модуля является вполне приемлемым (согласно осциллограммы).

Схема принципиальная эл. нагрузки

Это не 100% точная схема, но вполне похожая и неоднократно собранная людьми. Есть и рисунок печатной платы.

Искусственная нагрузка для блока питания

Искусственная нагрузка для блока питания

Принцип действия

Транзистор — МОП-транзистор с каналом N-типа, с большим током Id и мощностью Pd и меньшим сопротивлением RDSON. От его параметров будут зависеть предельные токи и напряжения работы блока искусственной нагрузки.

Был использован транзистор NTY100N10, его корпус to-264 обеспечивает хорошее тепловыделение, а его максимальная мощность рассеивания 200 Вт (зависит от радиатора, на котором его разместим).

Вентилятор также необходим, для его управления применен термистор RT1 — при температуре 40 oC он отключает питание и опять включает когда температура радиатора превышает 70 oC. При нагрузке 20 А, резистор должен иметь мощность 40 Вт и быть хорошо охлажден.

Для измерения тока использован амперметр на популярной микросхеме ICL7106. Схема не требует настройки, после правильной сборки работает сразу. Нужно только подобрать R02 чтобы минимальный ток составлял 100 мА, также можно выбрать значение R01 чтобы максимальный ток не превышал 20 А.

Источник