最近搞了乙個dcdc電源,所以需要乙個電子負載儀,在x寶上買了乙個簡易電子負載儀後,發現老闆沒做散熱,電路板工作電源不是直流電源,為了解決這個問題,自己動手設計了輸入12v,帶散熱的簡易電子負載儀.
電路板電源輸入:電路板輸入為直流12v,用的是dc2.5街頭,隨便就能買到的那種ac220v轉dc12v的開關電源,如果使用雙風扇的話可能就要大一點電流,如果是只是單風扇的可以使用1a的電源.使用dc12v主要是兩個原因,原因1.風扇使用的是主機散熱器風扇,這個散熱風扇本來就是12v供電,而且電流比較大,因此使用5v轉12v的dcdc公升壓電路,對這個電源輸入要求較高,假設效率是100%,如果12v單風扇電流為0.5a,那就要求5v的輸入電流要大於等於1.2a.如果是12v的雙風扇電機,電流為1a,要求5v輸入電流為2.4a.原因2:lm324工作電壓可以達到12v,直接接到場效電晶體的柵極,就可以直接將mos導通,如果是5v的話就有點尷尬,即使是lm324輸出電源電壓可能場效電晶體還是處於半導通狀態.
測試電源輸入:測試電源的輸入電壓理論上只與場效電晶體的最大,最小工作電壓有關,測試電源輸入功率只與散熱有關,散熱做的越好,可以支援的電流越高,測試功率越高.
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lm324先上圖
這裡開始說基本原理.j1接的是輸入電源.u1接的是電流錶.二極體是防止反解(其實沒用),可以焊接乙個3a(或更大)快速熔斷器,防止過流導致場效電晶體燒壞.q1是場效電晶體,型號用的是110n8f6.c1可以不焊接.r1,r2組成分壓電路,讓運放輸出限制在12*(4.7/(4.7+1))=9.8v;r13和r17組成放大電路,放大23倍.r11是電流採集電阻.測試電流在mos上流過後流經取樣電阻,在mos的s極得到取樣電壓.經過放大後的電壓輸出到運放的1腳上.因此這個電路起始是乙個負反饋電路,電路可以認為是只有比例放大的pid控制器,因為這個pid控制器是由硬體直接組成,控制週期非常短,在實際使用中上公升時間非常快,超調也不會有很大,能滿足一般的要求.
這裡還有乙個調節的電壓的電路就是v_set
413是用來輸出乙個2.5v的電壓的,優點是體積小,我用的是sot23封裝,也可以用asm1117-2.5v代替,這個就是體積有點大.r2是用來分壓的.rp1,rp2焊接乙個就行,因為它們對應不同的封裝,所以我就把他們放在一起.v_set=2.5*(r/(20+4.7-r)).
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原理分析到這裡,接下來就看看散熱.
本此設計的散熱是風冷.場效電晶體的金屬接到鋁合金散熱器上,然後再用風扇使勁吹.
方案1,買乙個風扇加乙個散熱器,優點便宜;缺點,這風扇不行,要換.後面換了乙個大功率一點的風扇就好了.
方案2:直接上電腦散熱器.優點散熱還行,缺點:太貴了.
最後給出整個電路圖
除錯:如果焊接的時候不小心把22k的電阻短接了,所有電流都會流經這個短接的電阻對應的場效電晶體,如果是在大電流,沒散熱的情況下,會導致場效電晶體發熱嚴重,直到燒毀,因此,一開始上電,應該把電源輸出電壓調低,最大輸出0.8a然後設定測試電流,最大不大於0.5a,測量每乙個取樣電阻的電壓.看看他們的電壓是否都差不多.
總結:要處理好測試電路的佈線,做到短粗.解決散熱問題,散熱決定了輸入功率.
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