Универсальный эквивалент нагрузки для ремонта и настройки источников питания
категория
Источники питания
И. НЕЧАЕВ, г. Курск
Радио, 2002 год, № 2
Известно, что при налаживании и испытании блоков питания постоянного и переменного тока необходима активная нагрузка. Обычно это набор переменных или постоянных резисторов, сопротивление которых должно быть в пределах от единиц до десятков ом, а мощность рассеяния достигать 100 Вт и более. Применив транзисторы, можно изготовить универсальный эквивалент нагрузки (см., например, мартовский номер журнала "Радио" за 1986 г.). Вниманию читателей предлагаем более совершенное устройство, основа которого — мощный полевой транзистор. С помощью этого прибора можно проверять стабилизированные блоки питания, нестабилизированные выпрямители, трансформаторы, аккумуляторы и т. д. как в статическом, так и в динамическом режимах.
Схема устройства показана на рис. 1.
Функцию эквивалента нагрузки выполняет мощный полевой транзистор VT3 с допустимым током стока 25 А, напряжением сток—исток 400 В и рассеиваемой мощностью 100 Вт. На логической микросхеме DD1 и транзисторах VT1, VT2 собран узел управления полевым транзистором, а на микросхеме DA1 — стабилизатор напряжения. Для проверки источников переменного напряжения эквивалент нагрузки следует дополнить выпрямительным мостом VD4.
Работает устройство так. В динамическом режиме (рис. 1) работает генератор прямоугольных импульсов, собранный на элементах DD1.1, D1.2. Его частоту можно изменять переключателем SA2: 1 кГц или 0,1 Гц.
На выходах элементов DD1.3 и DD1.4 формируются противофазные сигналы прямоугольной формы со стабильной амплитудой, которые поступают на базы транзисторов VT2 и VT1 соответственно. В эмиттерные цепи транзисторов включены переменные резисторы R3, R2 и светодиоды HL1, HL2. Через диоды VD1 и VD2 напряжение с движков переменных резисторов поступает на затвор полевого транзистора. Он начинает открываться уже при напряжении на затворе примерно 4...5 В, а при 10...11 В сопротивление его канала уменьшается до нескольких ом. Резисторами R2 и R3 можно устанавливать требуемое напряжение на затворе в течение четных и нечетных полупериодов импульсной последовательности. Светодиоды будут также поочередно включаться, сигнализируя о том, на какой из переменных резисторов поступает напряжение.
Таким образом, у транзистора периодически с частотой генератора будет меняться сопротивление канала, значение которого можно регулировать этими резисторами. Следовательно, будет изменяться и ток, протекающий через него. Переменным резистором R3 устанавливают максимальное значение тока, a R2 — минимальное. Такой режим можно использовать для проверки блоков питания, аккумуляторов и т. д.
В статическом режиме на входе логического элемента DD1.1 — низкий логический уровень, и генератор перестает работать. При этом напряжение поступает на переменный резистор R3 и светится светодиод HL2. В этом случае управление полевым транзистором осуществляется только с помощью переменного резистора R3. Проверяемый источник постоянного напряжения подключают с соблюдением полярности к гнездам XS2. Источник с большим напряжением, как постоянного, так и переменного тока, можно подключать к гнездам XS1 без соблюдения полярности.
Для питания эквивалента нагрузки можно использовать любой, в том числе и нестабилизированный блок с напряжением от 16 до 25 В и током до 50 мА. Диод VD3 защищает устройство от неправильной полярности питающего напряжения.
Большинство деталей размещают на печатной плате из односторонне фоль-гированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 2.
Плату устанавливают на верхней крышке корпуса из изоляционного материала. Через отверстия в плате переменные резисторы, переключатели и светодиоды крепят на верхней крышке корпуса. Гнезда закрепляют на одной из боковых стенок. Полевой транзистор размещают на теплоотводе соответствующей площади. К нему прикрепляют корпус с платой.
В устройстве можно применить любые транзисторы из серий КТ315, КТ312 (VT1, VT2), КП707Б, КП707А2 или другие аналогичные (VT3). От параметров транзистора VT3 зависят все параметры эквивалента нагрузки: максимальный ток, напряжение и мощность. Диоды КД522Б (VD1 — VD3) заменимы любыми из серий КД521, КД522, КД103, КД102. Диодный мост VD4 должен быть рассчитан на максимальный ток полевого транзистора. Допустимо использовать отдельные диоды, которые можно также разместить на теплоотводе. Светодиоды — серий АЛ307, АЛ341 или аналогичные, желательно с различным цветом свечения. Конденсаторы — КМ-6, К73-17(С1), КЛС, К10-17, КД(С2), резисторы R2 и R3 — СПО, СП4, остальные — МЛТ, С2-33. Переключатели — МТ-1 или аналогичные, а также любые малогабаритные. Монтаж сильноточных цепей эквивалента нагрузки следует выполнить проводниками большого диаметра.
Какого-либо налаживания устройство не требует, поскольку частота генератора не критична. Для контроля тока, протекающего через эквивалент нагрузки, его подключают к исследуемому блоку питания через амперметр.
Следует учесть, что при небольшом напряжении контролируемого блока питания (до 10...12 В) большого тока через полевой транзистор не получить из-за того, что его сопротивление в открытом состоянии составляет несколько ом. Поэтому, если необходим значительно больший ток, придется включить параллельно несколько таких транзисторов, в цепь истока каждого из которых нужно будет подключить резистор сопротивлением 0,1...0,2 Ом, или применить другой транзистор на больший ток (чаще всего они низковольтные), у которого сопротивление канала меньше, например, IRF520.