Главная

Устройство для проверки источников питания постоянного тока

2024-11-02 в 11:16, admin, рубрики: аккумулятор, Блок питания, нагрузка

Основные характеристики:

Максимальное входное напряжение: 110 В
Максимальный ток: 30 А
Мощность: 500 Вт (350 Вт долговременная)
Минимальное внутреннее сопротивление: 60 мОм

Режимы работы электронной нагрузки:

Стабилизация тока (СС): 1 мА – 30 А, шаг установки 1 мA
Стабилизация напряжения (CV): 1 – 99.9 В, шаг установки 0.1 В
Стабилизация напряжения + ограничение тока (CV + CC)
Эквивалентное сопротивление (CR): 0.1 – 500 Ом
Постоянная мощность (CP): 1 – 500 Вт, шаг установки 1 Вт
Динамический режим: 100 мА – 30 А, 1 Гц – 30 Гц
Отключение нагрузки по достижению порогового напряжения
Измерение внутреннего сопротивления источника (батареи)

Четырехпроводная схема подключения (дистанционное измерение напряжения)

Выносной датчик температуры (DS18B20)

Устройство защищено:

от подключения с неправильной полярностью
от перегрузки по току
от превышения мощности
от перегрева
входные измерительные цепи от перенапряжения

Назначение

Устройство применяется в качестве альтернативы мощным реостатам, наборам резисторов, нагревательным элементам и т.п., для разряда аккумуляторных батарей, определения их емкости с функцией сигнализации и отключения нагрузки при достижении порогового напряжения.

Помимо аккумуляторов, электронная нагрузка позволяет испытывать импульсные и линейные блоки питания постоянного тока, преобразователи, светодиодные драйверы, зарядные устройства, имитируя различные режимы работы потребителя.

Конструкция

Устройство состоит из алюминиевого шасси, на котором крепятся шесть радиаторов с площадью поверхности около 520 см2 каждый, достаточной для рассеивания 50Вт от одного тепловыделяющего элемента при длительной работе с активным охлаждением. С задней стороны установлен вентилятор на 230В переменного тока, работающий на выдув. Поток воздуха забирается через перфорированную фронтальную решетку и вдоль ребер радиаторов выходит наружу.

Устройство для проверки источников питания постоянного тока - 2

На лицевой панели расположены основные элементы управления, модуль отображения информации, измерительные и силовые терминалы. С обратной стороны расположен сетевой вход 230В для питания внутренней схемы устройства.

В качестве элементов, преобразующих электрическую энергию в тепло, используются MOSFET транзисторы FDA59N30, способные работать в линейном режиме и одновременно обладающие достаточно низким сопротивлением открытого канала, что позволяет существенно уменьшить входное сопротивление электронной нагрузки.

Для коммутации и защиты проверяемого источника от подключения с обратной полярностью, а также для реализации настраиваемой максимальной токовой защиты, применены MOSFET ключи IRFP4668 повышенной мощности и обладающие низким сопротивлением открытого канала.

Силовые транзисторы установлены на радиаторах через керамические изоляционные подложки из нитрида алюминия, что обеспечивает наилучшую теплопроводность и одновременно гальваническую развязку корпуса устройства от потенциала проверяемого источника.

Устройство для проверки источников питания постоянного тока - 3

Для равномерного распределения мощности на транзисторах, применена схема активного выравнивания токов. Дополнительно, для защиты от теплового пробоя, на корпус каждого MOSFET, работающего в линейном режиме, установлен цифровой датчик температуры.

В устройстве так же предусмотрена возможность подключения внешнего цифрового датчика температуры для контроля и защиты исследуемого оборудования от перегрева.

Для компенсации влияния коммутационных проводов, может быть использована четырехпроводная схема подключения с измерением напряжения непосредственно на проверяемом источнике.

Исследуемый источник может быть подключен как через силовые клеммы, так и через разъем USB, с ограничением по мощности, например для тестирования мобильных зарядных устройств.

Основные режимы работы электронной нагрузки реализованы с применением прецизионных операционных усилителей LTC1051 и аналогового умножителя RC4200. В измерительной части используется 24-битный аналого-цифровой преобразователь AD7799.

Управление устройством, настройка и сохранение параметров, отображение данных на дисплее, запись трендов, связь с ПК и другие вспомогательные функции возложены на микроконтроллер ATMEGA328P.