Всем здравствуйте. Предлагается простая конструкция для проверки источников питания. При конструировании источник питания требует измерения параметров под нагрузкой для различных напряжений и выходных токов.
Самый простой способ — нагрузить источник питания резистором. На практике это не так просто, потому что требуется несколько резисторов разных значений, и все они должны быть резисторами достаточно приличной мощности. Однако может возникнуть проблема с такими резисторами. Гораздо удобнее в этом случае регулируемая активная нагрузка. Принципиальная схема такой нагрузки показана на рисунке.
Цена всех компонентов, вероятно, не будет превышать стоимость нескольких мощных силовых резисторов. Большим преимуществом активной нагрузки является возможность регулировать потребляемый ток, в диапазоне от нескольких миллиампер до 5А. Но после незначительной модернизации можно увеличить потребление тока даже до 10А.
Нагрузочным элементом, в котором теряется мощность, является транзистор T1, обязательно оснащенный радиатором. Транзистор вместе с операционным усилителем US1B образует источник тока. Значение тока, протекающего через транзистор T1, можно регулировать с помощью потенциометра P1.
Принцип работы этой части схемы очень прост. Применение не инвертирующего усилителя напряжения с определенным значением на входе приведет к открыванию транзистора T1, так что падение напряжения на резисторе R10 будет точно равно напряжению на P1. В результате значение тока, протекающего через нагрузку, получается из значения резистора R10.
Если значение этого резистора как указано на схеме, ток, протекающий через нагрузку, можно измерить с помощью вольтметра, подключенного к резистору R10. Для тока 1А выходное напряжение составляет 100 мВ. Вся цепь активной нагрузки потребляет больше тока, необходимого для питания US1 и диодов D1, D2. Однако значение этого тока невелико и не превышает десятка миллиампер или чуть больше.
Вторая половина операционного усилителя US1A используется для создания источника тока, управляемого напряжением. В этом случае опорное напряжение подается от двух диодов D1 и D2. Источник тока Хауленда использует как положительную, так и отрицательную обратную связь для стабилизации тока.
Значение тока контролируется падением напряжения на резисторе R6. Для заданных значений элементов выходной ток источника составляет около 1 мА. Таким образом, можно получить падение напряжения на потенциометре P1 в диапазоне 0-0,9В. Это, в свою очередь, соответствует значениям тока, протекающего через активную нагрузку 0 и 9А. На практике, однако, диапазон тока должен быть ограничен 5А, поскольку транзистор Т1 не способен рассеивать такую большую мощность. Для токов, превышающих 5А, необходимо включить второй транзистор параллельно.
Активная нагрузка питается от приложенного к ней напряжения. Это напряжение должно быть выше +5В, хотя система все еще может работать должным образом даже при напряжении +3В для более низких токов. Система также может использоваться для проверки источников питания с отрицательным напряжением. В этом случае положительная клемма схемы подключается к заземлению источника питания, а клемма заземления подключается к отрицательной части источника питания.
В активной нагрузке можно использовать операционный усилитель, который работает должным образом при низком напряжении питания (мин. 5В). Второе требование к операционному усилителю — это способность работать с входными напряжениями 0В при одном напряжении питания. Этим требованиям отвечает микросхема LM 358. Всем спасибо за внимание.
