«Каждая женщина должна позволить
себе купить крем "Буренка".
Хотя бы раз в жизни».
Телевизионная реклама.
Перефразируя эпиграф, можно смело утверждать, что каждый разработчик хотя бы раз в жизни сталкивался с необходимостью применения электронной нагрузки.
Перфекционисты покупают китайские поделки с микроконтроллерами на борту, но большинство мужественно преодолевают тяготы и лишения, возникающие при самостоятельном изготовлении электронных нагрузок.
Несколько лет назад авторы также сподобились приобщиться к мощной группировке (судя по обилию тематических YouTube-каналов) разработчиков этих приборов.
Описанная ниже электронная нагрузка изначально предназначалась для исследования характеристик солнечных панелей, однако уже много лет используется в разнообразной лабораторной практике. Она обладает несколькими особенностями:
- Наличием токовой развертки, позволяющей наблюдать на экране осциллографа характер изменения напряжения на выходе исследуемого источника питания;
- Использованием в качестве энергопоглощающего элемента автомобильных ламп накаливания.
Нелинейный характер изменения сопротивления ламп накаливания от протекающего через них тока не влияет на характеристики прибора.
Схема устройства приведена на Рисунке 1. На микросхеме DA1 собран генератор линейного пилообразного напряжения. Для повышения нагрузочной способности использован один из операционных усилителей ошибки в режиме повторителя. Нижнее значение напряжения на выходе операционного усилителя составляет примерно 400 мВ. Применение диода VD1 снижает его до 40–50 мВ, что позволяет получить токовую развертку практически от нуля.
 | ||
| Рисунок 1. | Принципиальная схема электронной нагрузки. | |
Переключатель SW1 позволяет выбрать режим работы прибора.
На микросхеме DA2, транзисторах VT1, VT2 и VT3 собран широтно-импульсный регулятор с обратной связью по току. Схемное решение стандартное, особенностей не имеет. Рабочая частота широтно-импульсного регулятора около 10 кГц. Нагрузкой регулятора служат две 12-вольтовые автомобильные лампы Philips, нити накала которых (65 Вт и 55 Вт) соединены параллельно, а сами лампы соединены последовательно. Автомобильные лампы имеют, как минимум, 30% запас по мощности, что позволяет использовать систему из двух последовательно включенных ламп до напряжения в 30 В.
Максимальная мощность, на которой была испытана данная нагрузка, составляет 270 Вт в течение 10 минут, однако при использовании в режиме 24×7 мощность не должна превышать 120–150 Вт.