Zaloguj się
Wszystkie
27 stycznia 2025
29
Jak się testuje zasilacze, przetwornice DC/DC lub akumulatory? Większość elektroników ma jakiś zestaw rezystorów mocy. Każdy z nich można przyłożyć jako obciążenie do testowanego urządzenia i zmierzyć prąd oraz napięcie. Następnie można wykonać serię pomiarów w celu określenia statycznej charakterystyki pętli sterowania przy różnych obciążeniach i napięciach wejściowych. Na podstawie tych pomiarów można też obliczyć rezystancję wewnętrzną źródła zasilania. Procedura ta jest poprawna, ale skomplikowana i czasochłonna.
O wiele lepiej i łatwiej byłoby użyć regulowanego źródła prądu obciążenia, który pobiera stały prąd niezależnie od przyłożonego napięcia. Takie regulowane źródło nie umożliwia jednakże uchwycenia dynamicznego zachowania zasilacza, tj. tego, jak reaguje on na szybkie zmiany obciążenia. A dla pełnej oceny zasilacza ma to zasadnicze znaczenie. Zasilacze często reagują na nagłe zmiany obciążenia silnymi przekroczeniami napięcia wyjściowego, co może powodować nieprawidłowe działanie lub nawet uszkodzenie podłączonego do nich sprzętu. Co więcej, obwody sterowania zasilacza mogą być niestabilne i mieć tendencję do generowania oscylacji o wysokiej częstotliwości, szczególnie przy szybkich zmianach obciążenia.
Oscylacje takie mają nie mniej negatywne skutki jak przeregulowania. W praktyce oznacza to, że źródło prądu obciążenia, oprócz działania statycznego, musi być również w stanie realizować szybkie zmiany prądu.
Takie zadanie spełnia sztuczne obciążenie tutaj opisywane. Konstrukcja układu jest prosta i nie zawiera żadnych egzotycznych elementów, pozwala też uniknąć konieczności stosowania oddzielnego zasilacza. W zależności od tego, jakich użyjemy radiatorów, źródło może obsługiwać moc do 18 W (do 50 W z układem wspomagającym) i nadaje się dla maksymalnego napięcia wejściowego 30 V.
Chociaż maksymalna moc strat opisywanego układu może wydawać się niewysoka, można dzięki niemu oszacować charakterystykę dynamiczną nawet całkiem mocnych zasilaczy. Możliwości urządzenia są potwierdzone przez specyfikacje wymienione w ramce Parametry.
Jak to działa
Niemal każde źródło prądu jest układem liniowym, w którym na pewnej stałej rezystancji jest utrzymywane stałe napięcie. Zgodnie z prawem Ohma stałe napięcie na stałej rezystancji skutkuje przepływającym przez nią stałym prądem. Prąd ten – jeśli pominiemy niewielki prąd pobierany przez układ elektroniczny – przepływa przez obwód mierzony i w rezultacie stanowi prąd obciążenia testowanego zasilacza. Stały prąd występuje nawet wtedy, gdy zmienia się napięcie na wejściu układu. Mamy więc obciążenie, które pobiera stały prąd w każdych warunkach.
Prąd obciążenia może być ustawiany poprzez regulację napięcia na stałej rezystancji obciążenia. Naturalnym rozwiązaniem będzie użycie do tego celu scalonego stabilizatora napięcia. Oprócz prostoty ma to tę zaletę, że stabilizatory scalone mają wbudowane funkcje zabezpieczające.
Najniższym możliwym napięciem wyjściowym większości stabilizatorów jest wewnętrzne napięcie odniesienia, wynoszące zwykle 1,25 V. Aby umożliwić ustawienie prądu na zero, konieczne są dodatkowe środki. Napięcie wyjściowe będzie można regulować od 0 V, jeżeli potencjał odniesienia stabilizatora wyniesie –1,25 V. Wtedy zakres regulacji prądu rozciągnie się w dół do zera. Wymagane napięcie ujemne można stosunkowo łatwo uzyskać za pomocą pompy ładunkowej i prostego stopnia stabilizującego.
Najprostszym sposobem taktowania prądu obciążenia jest użycie tranzystora MOSFET, który kluczuje rezystor obciążenia na wyjściu stabilizatora napięcia. Częstotliwość taktowania powinna być zbliżona do częstotliwości sieci (50 Hz). W ten sposób testowany zasilacz będzie obciążany przez pełną połowę okresu napięcia sieciowego, co pozwoli na sprawdzenie, czy kondensatory filtrujące zasilacza mają właściwą pojemność.
Facebook
Twitter
Linkedin
Kup teraz
