59 (94)

M1

12V

C1 C2 U1 100n 100n 78L05

Przedstawione urządzenie, będące układem aktywnego obciążenia, służy do testowania najróżniejszych źródeł zasilania - zasilaczy, przetwornic, akumulatorów itp. Testowanie zasadniczo odbywa się w stanie statycznym

-    przy ciągłym obciążaniu prądem o niezmiennej wartości. Można też wypróbować obciążenie dynamicznie, gdy badany układ jest cyklicznie obciążany określonym prądem, co częściowo pozwala na zbadanie jego właściwości dynamicznych. Ponadto możliwy jest pomiar rzeczywistej pojemności akumulatora przez jego kontrolne rozładowanie.

Opis układu

Schemat ideowy pokazany jest na rysunku 1. Układ jest zbudowany z dwóch bloków

-    analogowego i cyfrowego. Zasilać go należy stabilizowanym napięciem 12V, najlepiej z zasilacza wtyczkowego. Główną częścią, stopniem mocy, jest źródło prądowe oparte na tranzystorach T1-T3 oraz otaczających je elementach. Układ U2A stanowi pomocnicze, sterujące źródło prądowe o wartości regulowanej za pomocą PI.

Jest to nietypowe rozwiązanie: prąd źródła pomocniczego jest zarazem prądem bazy T3, więc wyznacza prąd tranzystorów mocy. W ten sposób teoretycznie można uzyskać niezmienną wartość prądu Tl, T2. W praktyce prąd ten będzie się zmieniał o pewną wartość z powodu nagrzewania się tranzystorów.

Rezystory R1 i R2 wyrównują prądy emiterowe Tl, T2, a R3 służy jako bocznik do pomiaru płynącego prądu. Wartości R4 i R6 nie są krytyczne - służą do ochrony przed skutkami ewentualnego zwarcia T3. Należy jednak pamiętać, że im większy jest R4, tym większy spadek napięcia na nim, co zmniejsza prąd głównego źródła przy danym napięciu wejściowym.

W prezentowanym modelu dla rezystancji R7=120kfi uzyskałem zakres ponad 1 A, a dla R8=2,7kf2 - ok. 10A. Wartości R7, R8 należy dobrać indywidualnie dla różnych egzemplarzy tranzystorów, gdyż uzyskany zakres prądów zależy też od ich wzmocnienia.

Część cyfrowa układu służy głównie do mierzenia i kontrolowania parametrów pracującego układu, które obrazowane są na wyświetlaczu LCD. Oprogramowanie zostało napisane w środowisku BASCOM, program zajmuje 95% pamięci mikrokontrolera i można go ściągnąć z Elportalu. Jako napięcie referencyjne przetwornika ADC wykorzystałem napięcie 5V zasilające logikę urządzenia. Napięcie odkładające się na R3 jest wzmacniane przez U2B, po czym trafia na wejście przetwornika ADC - ma to na celu zwiększenie rozdzielczości pomiaru prądu. Na drugie wejście przetwornika zostaje podane napięcie z dzielnika R12, PR2, które odzwierciedla napięcie na wejściu układu obciążenia. Dioda Dl zabezpiecza wejście mikrokontrolera przed podaniem na nie zbyt wysokiego napięcia, niebezpiecznego dla ATmegi. Dziesięciokrotne stłumienie napięcia wejściowego przez R12, PR2 umożliwia pomiar napięć do 50V z krokiem co 50mV. W urządzeniu swoje miejsce znalazł również czujnik temperatury radiatora, który jest zamontowany między Tl i T2. Wykorzystany został popularny, „analogowy” układ LM35, mierzący temperatury do 100°C. Urządzenie komunikuje się z użytkownikiem przez wspomniany już wyświetlacz 16*2, diody LED D3, D4 oraz 4 przyciski tworzące klawiaturę. Procesor można zaprogramować +12V

+12V

64