Charge factice pour tester les alimentations. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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De nombreux radioamateurs, lors de l'assemblage d'alimentations pour divers appareils, sont confrontés à la nécessité de les tester avant de les utiliser aux fins prévues. Le dispositif proposé vous permet de déterminer automatiquement le courant de charge maximal d'une source en fonction d'une chute de 5 % de sa tension de sortie ou de supprimer manuellement la caractéristique de charge.

Un jour, j'ai eu besoin de vérifier les paramètres de sortie de l'alimentation. Ne trouvant pas de résistances de charge adaptées dans mes alimentations, j'ai décidé d'assembler un transistor équivalent à charge réglable. Comme il n'était pas possible de trouver une description de la conception finie, j'ai décidé de développer et d'assembler moi-même un tel appareil.

caractéristiques techniques

• Tension maximale de la source testée, V .....30
• Seuil de fonctionnement de la protection de courant, A....... 9
• Tension d'alimentation équivalente, V......15...30
• Consommation de courant, mA.......250

Riz. 1 (cliquez pour agrandir)

Le diagramme de charge équivalente est présenté sur la Fig. 1. Il est contrôlé par le microcontrôleur DD1, qui permet d'afficher sur l'écran LCD HG1 la tension de la source testée et le courant fourni par celle-ci.

Après avoir allumé l'équivalent, le programme du microcontrôleur affiche son numéro de version sur l'écran LCD dans un délai de 3 s, après quoi il allume la LED verte HL2, signalant qu'il est prêt à fonctionner. Vous pouvez désormais connecter l'entrée de l'équivalent à la sortie de la source testée. Après un appui court sur le bouton SB1 « + », l'appareil passera en mode de fonctionnement manuel, mais si vous le maintenez enfoncé pendant au moins 0,5 s, le mode automatique sera activé.

En mode automatique, la tension de la source testée est d'abord mesurée au ralenti, puis le courant de charge est progressivement augmenté jusqu'à ce que la tension chute de 5 % ou que le courant atteigne la limite de 9 A.

La tension provenant de la source testée est réduite par un diviseur résistif R1R2 pour mesurer la valeur acceptable pour l'ADC intégré au microcontrôleur DD1. Le suiveur de tension de l'ampli opérationnel DA2.1 a une faible impédance de sortie, ce qui est nécessaire au bon fonctionnement de l'ADC.

La charge régulée de la source testée est le transistor VT3. Sa base, à travers un répéteur sur l'ampli-op DA1.1, un diviseur de tension R5R3 et un émetteur-suiveur sur le transistor VT1, reçoit la composante constante des impulsions générées par le microcontrôleur en sortie de RC6, séparées par le circuit intégrateur R1C2. Plus le rapport cyclique des impulsions (le rapport entre leur durée et la période de répétition) est grand, plus la composante constante est grande, plus le transistor VT3 est ouvert et plus le courant de charge de la source testée est important. La tension proportionnelle à ce courant, prélevée sur la résistance R7, est amenée par l'amplificateur de l'ampli-op DA2.2 à une valeur acceptable pour l'ADC du microcontrôleur.

En mode automatique, le programme augmente progressivement la durée des impulsions, et le courant augmente jusqu'à ce que la tension de la source testée diminue de 5 % par rapport à celle d'origine. De plus, la croissance du courant s'arrête et les valeurs stables de tension et de courant peuvent être lues sur l'écran LCD. En mode manuel, le courant de charge est ajusté en appuyant sur les boutons SB1 « + » et SB2 « - », en lisant les valeurs de tension et de courant à partir de l'indicateur HG1.

En l'absence de surintensité, la sortie du RC7 est réglée sur un niveau de tension élevé. Par conséquent, le transistor à effet de champ VT2 est ouvert et n'affecte pas le fonctionnement de l'appareil. Mais dès que le courant dépasse la valeur limite de 9 A, le microcontrôleur mettra la sortie RC7 à un niveau de tension bas et le transistor VT2 se fermera, coupant le circuit de charge de la source testée. Un message de surcharge apparaîtra sur l'écran LCD.

Pour remettre l'équivalent en mode de fonctionnement après avoir éliminé la cause de la surcharge, appuyez sur le bouton SB1. Le microcontrôleur mettra à nouveau la sortie RC7 à un niveau haut, ouvrant ainsi le transistor VT2.

La mesure et l'affichage des valeurs de tension et de courant sur l'écran LCD du programme sont suivis de la mesure par le capteur BK1 de la température du dissipateur thermique sur lequel sont installés les transistors VT2 et VT3. Cela s'est avéré très important, car avec un courant de base constant, le courant de collecteur du transistor VT3 augmente considérablement avec l'augmentation de la température. En fonction de la valeur mesurée de la température du dissipateur thermique, le programme effectue les opérations suivantes :

1. Si la température ne dépasse pas 35 °C, définit des niveaux logiques bas aux sorties RC5 et RC6 du microcontrôleur. Les transistors VT4 et VT5 sont fermés, le ventilateur M1 est éteint.

2. Si la température est comprise entre 35 et 56 °C, règle la sortie RC5 à un niveau élevé et la sortie RC6.

niveau bas, ouverture du transistor VT4 et allumage de la première vitesse du ventilateur M1.

3. Si la température est supérieure à 56 °C, règle la sortie RC5 à un niveau bas et la sortie RC6 à un niveau haut, fermant le transistor VT4, ouvrant VT5 et activant ainsi la deuxième vitesse (augmentée) du ventilateur.

4. Si la température dépasse 70 °C, règle le niveau bas à la sortie de RC7, fermant ainsi le transistor VT2 et interrompant le courant de charge de la source testée. De plus, il éteint la LED verte HL2 et allume la rouge HL1. Le ventilateur continue de fonctionner, refroidissant les transistors, et le message « Surchauffe en cours » apparaît sur l'écran LCD et le temps est décompté jusqu'à la fin de cette opération. Après le message « La purge est terminée », l'équivalent passe en mode normal en fermant le circuit de charge de la source testée, en éteignant la LED rouge HL1 et en allumant la verte HL2.

En plus des valeurs de courant et de tension mesurées, l'écran LCD HG1 affiche la valeur du registre du microcontrôleur CCPR1L, dont dépend la durée des impulsions générées. Il caractérise indirectement le degré d'ouverture du transistor de régulation de courant VT3. Toutes les 250 µs, il est vérifié si le courant a dépassé 9 A. Si cela se produit, le circuit de charge de la source testée est interrompu.

Fig. 2

Le dispositif est assemblé sur un circuit imprimé simple face en feuille de fibre de verre, illustré à la Fig. 2. Il peut utiliser n'importe quelle résistance fixe d'une puissance de 0,125 W, par exemple MLT. Résistance R7 - SQP-10 ou autre bobinée d'une puissance de 10 W. Si vous envisagez d'utiliser l'appareil pour tester des courants supérieurs à 5 A, il est conseillé d'équiper cette résistance d'un dissipateur thermique. Les résistances ajustables R10 et R16 sont des PV37W importées. Les condensateurs C1 - C3, C5 sont en oxyde de Jamicon, le reste est en céramique.

Les transistors VT2 et VT3 sont installés séparément de la carte sur un dissipateur thermique du processeur Pentium 4. Un ventilateur M1 à deux vitesses en est également utilisé. Les fils reliant les transistors VT2 et VT3 à la carte et entre eux doivent avoir une section d'au moins 1 mm2. Un capteur de température BK1 est fixé sur le dissipateur thermique à côté des transistors. A la place du capteur DS18S20 indiqué sur le schéma, vous pouvez utiliser le DS1820.

Pour les stabilisateurs intégrés DA3 et DA4, aucun dissipateur thermique n'est requis. Le courant consommé par la charge équivalente à sa source d'alimentation ne dépasse pas 250 mA et est principalement consacré au rétroéclairage de l'écran LCD. Lors du remplacement d'un indicateur du type indiqué sur le schéma par un WH1602D, vous pouvez sélectionner la résistance R17 pour réduire la consommation de courant à 90 mA. Si vous éteignez complètement le rétroéclairage, il diminuera encore plus.

L'établissement d'un équivalent s'effectue dans l'ordre suivant. Tout d'abord, une source de tension continue de 10.12 V est connectée à son entrée, dont la valeur est mesurée le plus précisément possible avec un voltmètre numérique. En commutant l'équivalent en mode manuel, nous nous assurons que la valeur de tension sur son écran LCD correspond aux lectures du voltmètre numérique. Nous éliminons la différence en sélectionnant la résistance R1.

Pour calibrer le courantomètre, nous connectons un ampèremètre en série entre la source de tension et l'équivalent de charge. Après avoir réglé le courant dans ce circuit à environ 2 A, nous comparons ses lectures avec la valeur affichée sur l'écran LCD de l'équivalent. En utilisant la résistance de réglage R10, nous obtenons une correspondance. Ensuite, en augmentant et en diminuant le courant en appuyant sur les boutons SB1 et SB2, nous nous assurons que les lectures coïncident sur toute la plage de son changement. Après cela, nous fixons le moteur de la résistance de réglage R10 avec un vernis à séchage rapide.

En conclusion, un conseil. Une fois que toutes les pièces sont soudées sur le circuit imprimé, il est nécessaire d'en retirer soigneusement tout flux restant (colophane). Il s'est avéré que les fuites qu'elles créent entre les conducteurs imprimés peuvent perturber le bon fonctionnement de l'appareil. Ayant découvert de telles violations, j'ai vérifié tous les conducteurs du circuit imprimé de la carte pour détecter les courts-circuits et les ruptures mutuels, mais je ne les ai pas trouvés. Et après lavage, tous les problèmes ont disparu. J'ai utilisé le solvant Titan, qui se présente sous forme d'aérosol et élimine parfaitement les résidus de flux.

Les seuils spécifiés dans le programme pour réduire la tension de l'appareil testé en charge et pour déclencher la protection actuelle peuvent être modifiés, mais cela nécessite une intervention dans le code source du programme (le fichier rez.asm disponible dans l'application). Les informations de seuil sont enregistrées dans ses premières lignes, comme indiqué dans le tableau.

Les valeurs qui y sont disponibles doivent être exprimées en nombres entiers : courant - en milliampères, chute de tension - en pourcentage. Après avoir apporté des modifications, le programme doit être retraduit et le fichier HEX résultant chargé dans la mémoire du microcontrôleur.

Le fichier du circuit imprimé au format Sprint Layout et le programme du microcontrôleur peuvent être téléchargés depuis ftp://ftp.radio.ru/pub/2013/06/rez.zip.

Auteur : Kuldoshin

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