Эквивалент нагрузки своими руками

Эквивалент нагрузки своими руками

Самодельный эквивалент нагрузки 50 Ом на 100 Вт

Эквивалент нагрузки (dummy load) — крайне полезное устройство. Ранее мы использовали эквивалент нагрузки для тестирования фильтров, антенного переключателя, генератора Клаппа, и даже антенных трапов. Маломощный эквивалент нагрузки стоит недорого. Однако в некоторых задачах может потребоваться эквивалент нагрузки, скажем, на 100 Вт. В этом случае его дешевле изготовить самостоятельно. Далее будет рассказано, как это сделать.

Вообще-то говоря, эквивалент нагрузки — это просто резистор соответствующего номинала и на соответствующую мощность. Однако сопротивление резистора должно быть как можно ближе к требуемому (в нашем случае это 50 Ом). Типичная погрешность в 5% недопустима. Кроме того, сопротивление должно быть чисто активным, недопустимо наличие реактивной составляющей. Последеняя всегда присутствует в резисторах, и в слишком большом количестве для наших нужд.

Конечно, полностью избавиться от реактивного сопротивления невозможно, но его можно существенно снизить. Для этого берут штук 20 резисторов и соединяют их параллельно. Таким образом компенсируется случайная реактивная составляющая каждого отдельного резистора, и суммарная реактивность становится пренебрежимо мала. Кроме того, параллельное соединение нескольких резисторов позволяет добиться требуемой точности от активного сопротивления, и повысить общую номинальную мощность.

Для своего эквивалента нагрузки я использовал следующие компоненты:

Резисторы измеряются мультиметром и сортируются по близости сопротивления к 1000 Ом. Двадцать резисторов с наиболее близким сопротивлением оставляем, остальные откладываем для будущих проектов. Пытаться сэкономить на этом шаге не стоит, иначе вместо эквивалента нагрузки 50 Ом вы получите эквивалент на какие-нибудь 52 Ом, который абсолютно бесполезен.

Оставшиеся резисторы соединяются параллельно и помещаются в корпус следующим образом:

Кусочек термоскотча (каптона) защищает жилу кабеля (плюс) от случайного контакта с корпусом (землей). Для лучшего теплоотвода наносим термопасту между резисторами, а также между резисторами и корпусом.

Общее сопротивление составило 49.8 Ом. Антенный анализатор Mini60S показывает КСВ 1.00-1.02 на всех КВ-диапазонах. Чтобы нагреть резисторы (не корпус) до 90 градусов требуется подавать несущую в ФМ с мощностью 100 Вт в течение 1 минуты 45 секунд.

Себестоимость проекта составила 12.18$ и один свободный вечер. Для сравнения, аналогичный готовый эквивалент нагрузки стоит на eBay 69$. Само собой разумеется, используя тот же подход, можно собрать эквивалент нагрузки на любое другое сопротивление.

Читайте также:  Мебель из натурального камня

Электронная нагрузка вещь очень полезная, предназначена для теста источников питания, в том числе и аккумуляторов.

Например если имеется сомнительный блок питания и нужно выяснить его выходные параметры первым делом нужно его нагрузить, при этом каждый блок питания требует индивидуального расчета нагрузочного резистора и чем мощнее блок, тем мощнее должен быть нагрузочный резистор.

Электронная нагрузка выполняет ту же функцию, только является универсальным вариантом для любых источников питания.

Наш вариант очень простой и построен всего на одном операционном усилителе LM358, но задействован всего один элемент ОУ.

Мощность рассеивается на транзисторах, поэтому чем больше их количество и ток коллектора каждого транзистора, тем больше может быть общая мощность рассеиваемая электронной нагрузкой.

В теории общий ток может доходить до 40 Ампер с учетом тока коллектора кт827, но в деле естественно все будет зависеть от напряжения тестируемого источника питания, если мощность превышает 250 ватт, транзисторам придет кирдык, уделите этому моменту должное внимание.

Мощные резисторы в этой схеме тоже рассеивают некоторую мощность (и не малую). Эмиттерные резисторы предназначены для выравнивания тока через транзисторы, мощный низкоомный шунт R12 служит датчиком тока, на нем будет рассеиваться колоссальная мощность, поэтому этот резистор подбираем с мощностью около 40 ватт.

Принцип работы довольно прост. При подключении нагрузки образуется падение напряжения на шунте R12 и нарушается баланс напряжений на входах операционного усилителя, последний будет стараться уравновесить это напряжение за счет изменения выходного напряжения, уменьшая или увеличивая его. Тем самым измениться напряжение на базах составных транзисторов, в следствии чего изменится и ток проходящий по ключам.

Переменными резисторами мы можем искусственным образом изменить напряжение на неинвертирующем входе ОУ, этим управляем током протекающий по транзисторам.

Трансформатор в схеме нужен только для питания операционного усилителя и блока индикаторов, поэтому он нужен маломощный. Вторичное напряжение трансформатора от 9 до 15 Вольт, все ровно потом это напряжение будет стабилизировано до уровня 12 Вольт.

Нынче КТ827 очень дороги, но уверяю, они являются наилучшим решением в этой схеме, знаю что появятся вопросы на счет внедрения полевых транзисторов и должен сказать, что пробовал и с ними. Проблема в том, что при больших токах полевики тупо коротят, я думаю в случае их использования не помешает отдельное управление.

Читайте также:  Сетка для каменки в баню

А так можно использовать любые составные ключи, в том числе и кт829, естественно нужно учитывать, что ток этих транзисторов в несколько раз ниже, чем ток коллектора КТ827.

Кнопкой S1 меняем чувствительность ОУ, этим можем переключить нагрузку на более точных измерений малых токов.

Свою конструкцию я дополнил ваттметром, который имеет функцию измерения емкости и в итоге получил электронную нагрузку с функцией разряда аккумуляторов с целью выявления их емкости, притом система может разряжать аккумуляторы большим током (лично тестировал на токах до 20 Ампер, никаких нареканий).
Монтаж простенький, корпус позаимствован у лабораторного источника питания PS-1502.

Каждый транзистор установлен на свой радиатор, вся система дополнена активным охлаждение, притом имеется простенькая схема регулировки оборотов кулера.

В архиве находится печатная плата. А с вами был Ака Касьян, удачи в творчестве, до новых встреч!

Имея в личном арсенале прибор для измерения направления ветра, температуры этого самого ветра и цвета этого ветра, а именно КСВ-метр Midland 23-505 очень лохматых годов, что дает мне веру в действительно качественную сборку на правильном заводе, а не в подвале криворукими индейцо-китайцами.

А также имеется шило в одном месте, которое, в принципе то, и не дает покоя ни рукам, ни голове, ни этому самому месту в поиске приключений.))
Уж очень мне хотелось узнать насколько точно сей прибор показывает мне значения КСВ при настройке радиостанций. Да я возил его на поверку в профильный сервисный центр, да они бились об стену в конвульсиях и убеждали меня, что прибор показывает исключительно точные значения. И конечно оснований не доверять конторе у меня нет, НО! Доверяй и проверяй!))

Начались долгие мучительные поиски информации! Бороздил просторы интернета денно и ночно! Изучив, всю историю татаро-монгольского ига, решил пойти на поиски подходящего сопротивления, чтоб использовать его в качестве эквивалента нагрузки. И вот оно чудо! Нашел! Совсем такой небольшой булыжник безиндукционный на 50 ОМ (правда в реальности китайский мультиметр показывает 54, ну да ладно) и на 20 Вт мощности, как и требовалось на всех си-би форумах. Припаял к нему разъем PL259. В итоге получил вот это:

Читайте также:  Необычный ламинат с рисунком

Дальше поиск повл в сторону медной хрени для экранирования данной конструкции. Чистую медь у нас сейчас найти не так уж и легко, нашел бронзу БрБ2. Думаю, не так уж это страшно. Поскольку трубку найти — проблема еще похлеще, чем найти медь, пришлось ограничиться листом толшиной 0.3 мм. Свернул в трубочку и пропаял стык.

Выточили два доннышка (одно с отверстием в центре) тоже из БрБ2, только на этот раз уже круг

Ну и весь этот лего-набор был пропаян вдоль-поперек и подиагонали большим паяльником аля ТОПОР.)) Ну тут собственно и особо рассказывать нечего: Сопротивление в разъем, разъем в доннышко, доннышко на трубку, второе доннышко тоже на трубку и все — Готово мастер! Что готово? Сломал! )))

Часть вторая — испытание:

После плотного и сытного обеда, поехал тестировать недавно собранную нагрузку.
проверял по технологии описанной тут: ark34.ru/forum/23-48-1

1. Проверка запаса по каналу измерения прямого сигнала FWD — выполнено успешно! Тест пройден
2. Проверка по каналу измерения отраженного сигнала REF. При подключенном нагрузочном сопротивлении прибор показывает значение КСВ 1.1 Учитывая, что сопротивление у меня не 50 а 54 Ом, погрешность прибора, наличие злых факторов из космоса, а также отсутствие свободного времени в больших объемах, решил что прогноз погоды и направление ветра мой КСВ-метр показывает более-менее точно. Работать, точнее производить примерное согласование антенны и радиостанции очень даже возможно.
3. Мощность станции в канале 15D АМ, при подключенном сопротивлении составляет 6 Вт (опять же, учитывая что оно не 50 а 54 Ом — то и показания мощности будут с небольшой погрешностью). При повышении сетки до F мощность растет примерно до 8 Вт, в сетке А — 5 Вт
Ну вот как-то так)))

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector