Электронная нагрузка

• Электросхема
• Сборка платы
• Что нужно для проекта

В процессе работы над своими проектами у вас может возникнуть необходимость в проверки ваших приборов под нагрузкой. Конечно, для этого можно использовать лампочки разной мощности или набор реостатов. Но все эти способы неудобны и не имеют возможности плавной регулировки. В качестве альтернативы можно использовать схему на мощном транзисторе.

Идея этого проекта взята из журнала "Радио" №1 за 2005 год. Официальный сайт издательства : www.radio.ru

Электронная нагрузка

Питание прибора : 9-12 Вольт, потребляет он всего 10 мА. При этом он может работать с напряжением от 3 до 35 вольт. Ток, потребляемый эквивалентом нагрузки, можно регулировать от 0,5 до 11 Ампер.

Электросхема из журнала "Радио" изменений не претерпела, единственно, были заменены некоторые компоненты на имеющиеся под рукой (например, танталовые конденсаторы заменены на электролитические). Основу устройства составляют операционный усилитель LM358 (datasheet) и полевой транзистор IRF3205 (datasheet).

По принципу работы этот прибор - источник тока, управляемый напряжением. Эквивалентом нагрузки служит мощный полевой транзистор IRF3205. Резистор R1 - датчик тока. Потенциометром POTI1 изменяют ток через резистор R2 и, соответственно, напряжение на нем. Операционный усилитель LM358 вместе с транзистором составляют усилитель с отрицательной обратной связью (с истока транзистора на инвертирующий вход ОУ). Действие обратной связи проявляется в том, что напряжение на выходе ОУ вызывает такой ток через транзистор, чтобы напряжение на резисторе R1 было равно напряжению на резисторе R2. Поэтому потенциометром POTI1 регулируют напряжение на резисторе R2 и, соответственно, ток через нагрузку (транзистор).

Электросхема прибора представлена ниже.

Электросхема электронной нагрузки

Рассмотрим назначение некоторых элементов подробней.

• Конденсаторы С1, С3, С4 служат для фильтрации сигнала.
• Связка конденсатора С2 и резистора R4 подавляют самовозбуждение транзистора и обеспечивают его устойчивую работу.
• Конденсаторы С1, С3 и С4 электролитические, соблюдайте полярность.
• Подстроечным резистором POTI1 регулируется ток эквивалентной нагрузки.

Схема пайки элементов электронной нагрузки представлена на рисунке ниже. За базу взята макетная плата 60х65 мм. Конечно вы можете расположить элементы по другому и более компактно.

Схема пайки электронной нагрузки на макетной плате

Примечания :

1. Транзистор IRF3205 соединяется с радиатором через термопасту. ВНИМАНИЕ!!! Если транзистор IRF3205 выполнен в корпусе TO-220, то его язычок соединен с выводом DRAIN (СТОК), то есть при прямом соединении с радиатором, последний будет под выходным напряжением. Если вы боитесь короткого замыкания, изолируйте транзистор от радиатора или сам радиатор от случайного касания.
2. Эта сборка рассчитана на кратковременный режим работы (включение - замер - выключение), поэтому размер радиатора небольшой. Если вы хотите длительно использовать нагрузку на максимальном токе (11 А), увеличьте соответственно площадь радиатора или воспользуйтесь принудительным охлаждением.
3. Подсоединения входа и выхода устройства выполнены в трех вариантах : клеммница, штыревой соединитель "папа" и "мама" для проводов Dupont. Для питания имеется дополнительный штекер 5.5x2.1 мм (мама)
4. Конденсаторы C1, C3 и С4 электролитические, соблюдайте полярность.
5. Мощность резистора R1 не менее 2 Ватт.
6. В качестве подстроечного резистора здесь применен трехвыводной многооборотный потенциометр типа 3296. Один вывод не используется. Еще до пайки подберите такое положение резистора, чтобы вращение регулировочной головки соответствовало изменению тока через схему : по часовой - увеличение, против часовой - уменьшение.

Проверка регулятора напряжения с помощью электронной нагрузки

• макетная плата под пайку 60х65 мм - 1 шт
• клеммница двойная - 2 шт
• полевой транзистор IRF3205 (datasheet) в корпусе TO-220 - 1 шт
• операционный усилитель LM358 (datasheet) - 1 шт
• панель DIP8 - 1 шт
• радиатор - 1 шт
• резистор подстроечный многооборотный типа 3296 (datasheet) на 220К - 1 шт (если нет, то можно 200К)
• резистор 0,1 Ом (2 Вт) - 1 шт
• резистор 10 кОм (0,25 Вт) - 2 шт
• резистор 1 кОм (0,25 Вт) - 1 шт
• конденсатор электролитический 10 мкФ (не менее 50 вольт) - 2 шт
• конденсатор электролитический 22 мкФ (не менее 50 вольт) - 1 шт
• конденсатор керамический 100 нФ - 1 шт
• провод типа AWG - 5 см
• штыревой соединитель - 8 шт
• разъем PBS - 8 шт
• термопаста
• штекер питания 5.5x2.1 мм (мама)