用于测试电源的虚拟负载。方案、说明

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用于测试电源的等效负载。无线电电子电气工程百科全书

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许多无线电爱好者在为各种设备组装电源时，需要在将其用于预期目的之前对其进行测试。建议的设备允许您根据输出电压 5% 的下降自动确定电源的最大负载电流，或手动删除负载特性。

有一天，我需要检查电源的输出参数。由于在我的电源中找不到合适的负载电阻，我决定组装一个晶体管可调负载等效电阻。由于无法找到最终设计的描述，我决定自己开发和组装这样的设备。

Техническиехарактеристики

被测源的最大电压，V .....30
电流保护动作阈值，A....... 9
等效电源电压，V......15...30
电流消耗，mA.......250

米。 1（点击放大）

等效载荷图如图1所示。 1. 它由微控制器 DD1 控制，因此可以在 LCD HGXNUMX 上显示被测源的电压及其发出的电流。

打开等效功能后，微控制器程序在 LCD 上显示其版本号 3 秒，然后打开绿色 LED HL2，表示已准备好运行。现在您可以将等效的输入连接到正在测试的源的输出。短按SB1“+”按钮后，设备将切换到手动模式，如果按住至少0,5秒，将打开自动模式。

在自动模式下，首先在空闲时测量被测源的电压，然后逐渐增加负载电流，直到电压下降5%或电流达到9A的极限。

来自被测电源的电压通过电阻分压器 R1R2 降低，以测量微控制器 DD1 中内置 ADC 可接受的值。 DA2.1 运算放大器上的电压跟随器具有低输出阻抗，这是 ADC 正确运行所必需的。

被测源的稳压负载是晶体管VT3。其基极通过运算放大器DA1.1上的中继器、分压器R5R3和晶体管VT1上的射极跟随器，在RC6的输出端接收微控制器产生的脉冲的恒定分量，并由积分电路R1C2分离。脉冲的占空比（其持续时间与重复周期之比）越大，恒定分量越大，晶体管VT3开路越多，被测源的负载电流越大。与该电流成比例的、取自电阻器 R7 的电压、运算放大器 DA2.2 上的放大器为微控制器的 ADC 带来了可接受的值。

在自动模式下，程序逐渐增加脉冲的持续时间，电流增加，直到被测源的电压相对于原始电压下降5%。此外，电流增长停止，并且可以在LCD上读取电压和电流的稳态值。在手动模式下，通过按SB1“+”和SB2“-”按钮，从HG1指示灯读取电压和电流值来调节负载电流。

在没有过流的情况下，RC7的输出被设置为高电压电平。因此，场效应晶体管VT2开路，不影响器件的工作。但一旦电流超过9A的极限值，微控制器就会将RC7输出设置为低电压电平，晶体管VT2将关闭，断开被测源的负载电路。 LCD 上将出现过载消息。

排除过载原因后，若要返回等效操作模式，请按 SB1 按钮。微控制器将再次将RC7输出设置为高电平，从而打开晶体管VT2。

程序中在LCD上测量并显示电压和电流值之后，通过传感器BK1测量安装有晶体管VT2和VT3的散热器的温度。事实证明，这一点非常重要，因为在基极电流恒定的情况下，晶体管 VT3 的集电极电流随着温度的升高而大幅增加。根据散热器温度的测量值，程序执行以下操作：

1. 如果温度不超过 35 °C，则在微控制器的输出 RC5 和 RC6 处设置低逻辑电平。晶体管VT4和VT5关闭，风扇M1关闭。

2. 如果温度在 35...56 °C 范围内，则将输出 RC5 设置为高电平，并输出 RC6

低电平，开启三极管VT4，开启风扇M1第一档转速。

3. 如果温度高于 56 °C，则将 RC5 输出设置为低电平，将 RC6 输出设置为高电平，关闭晶体管 VT4，打开 VT5，从而打开第二个（增加的）风扇速度。

4. 如果温度超过 70°C，则将 RC7 的输出设置为低电平，从而关闭晶体管 VT2，中断被测源的负载电流。此外，它还关闭绿色 LED HL2 并打开红色 LED HL1。风扇继续工作，冷却晶体管，LCD 上出现“过热进行中”的信息，并倒计时直至此操作完成。消息“吹扫完成”后，通过关闭被测源的负载电路、关闭红色 HL1 LED 并打开绿色 HL2，等效进入正常模式。

除了测得的电流和电压值外，HG1 LCD 还显示微控制器 CCPR1L 寄存器的值，该值取决于生成脉冲的持续时间。它间接表征了电流调节晶体管VT3的开通程度。每 250 µs 检查一次电流是否超过 9 A。如果发生这种情况，则被测源的负载电路已损坏。

用于测试电源的假负载
图。 2

该装置组装在由箔玻璃纤维制成的单面印刷电路板上，如图 2 所示。 0,125、可以使用任何7W功率的固定电阻，如MLT。电阻R10——SQP-10或其他功率为5W的线绕电阻。如果您计划使用设备来测试 10 A 以上的电流，建议为该电阻器提供散热器。微调电阻R16、R37采用进口PV1W。电容C3-C5、CXNUMX为Jamicon的氧化物，其余为陶瓷电容。

晶体管VT2和VT3与主板分开安装在Pentium 4处理器的散热器上，还使用了一个两速风扇M1。将晶体管 VT2 和 VT3 连接到电路板以及相互之间的导线的横截面必须至少为 1 mm2。温度传感器 BK1 连接到晶体管旁边的散热器。您可以使用 DS18，而不是图中所示的 DS20S1820 传感器。

对于集成稳定器 DA3 和 DA4，不需要散热器。负载等效电源消耗的电流不超过 250 mA，主要用于 LCD 显示屏的背光照明。当用 WH1602D 替换图中所示类型的指示器时，可以选择电阻器 R17 将电流消耗降低至 90 mA。如果完全关闭背光，它会减少更多。

建立等效项按以下顺序执行。首先，将 10.12 V 直流电压源连接到其输入，并使用数字电压表尽可能准确地测量其值。通过将等效模式切换到手动模式，我们确保 LCD 上的电压值与数字电压表的读数相匹配。我们通过选择电阻器 R1 来消除差异。

为了校准电流表，我们在电压源和等效负载之间串联一个电流表。将此电路中的电流设置为约 2 A 后，我们将其读数与等效 LCD 上显示的值进行比较。使用调谐电阻器 R10，我们实现了匹配。接下来，通过按下 SB1 和 SB2 按钮增加和减少电流，我们确保读数在其整个变化范围内一致。之后，我们用快干清漆固定微调电阻R10的引擎。

最后，提一条建议。将所有部件焊接到印刷电路板上后，需要小心地清除其中残留的助焊剂（松香）。事实证明，它们在印刷导体之间产生的泄漏会破坏设备的正常运行。发现此类违规行为后，我检查了板上所有印刷电路导体是否存在相互短路和断路的情况，但没有发现。洗完后所有问题都消失了。我使用了“Titan”稀释剂，它以气雾剂形式提供，可以完美去除助焊剂残留物。

程序中指定的用于在负载下降低被测设备电压和触发电流保护的阈值可以更改，但这需要干预程序的源代码（应用程序中提供的 rez.asm 文件）。阈值信息记录在其第一行中，如表中所示。

用于测试电源的假负载

可用的值必须以整数表示：电流 - 以毫安为单位，电压降 - 以百分比为单位。进行更改后，应重新翻译程序并将生成的 HEX 文件加载到微控制器内存中。

Sprint Layout 格式的印刷电路板文件和微控制器程序可以从 ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/06/rez.zip 下载。

作者：库尔多辛

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