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【DIY大赛】DIY90瓦直流电子负载设计调试经验分享

      以前公司里面经常要测试5V/2A,12V/2A适配器,开始用大功率水泥电阻测试功率,后来增加了24V/2A的一种电源,要买几种不同的大功率可调的陶瓷大电阻,每一种电压要一个电阻,每次放电放电要占用1-2个万用表。所以就想做一个能够测试这种适配器的电子负载。

      大概在8月份开始到网上搜集电子负载参考资料,电路构思,器件选型,这个大概花了2个多星期。再自己整合原理图,设计个使用的PCB板,再打板回来,这个时间不长,大概半个月时间。但是实验调试这个过程花了比较久的时间,陆陆续续花了一个多月时间,现在连续老化测试一个星期,性能很稳定,最大功率110W,额定功率90W,支持0-100V电压输入,电流0-10A可调。

   

      现在调试完成了,总结下经验,自己把一些调试经验在这里分享给大家。

      版主看到帖子邀请我改标题,参加DIY大赛,那就改个标题,希望大家能够多多支持。

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soros
LV.3
2
2018-10-26 12:59

把原理图上传。

简易型电子负载原理图很简单,网上分享的图纸基本都一样,在原理图设计的时候要考虑是不是要安装风扇

安装什么样规格的风扇,电流取样电阻用什么元件,多大值,用什么封装。表头用什么样的,什么规格的。

元件选型,让我弄了不少时间。在设计上增加了一个负载开关,可以不用断电源通过负载开关来断开负载。

这个小增加,测试的时候就十分方便了。

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soros
LV.3
3
2018-10-26 13:07
@soros
把原理图上传。简易型电子负载原理图很简单,网上分享的图纸基本都一样,在原理图设计的时候要考虑是不是要安装风扇安装什么样规格的风扇,电流取样电阻用什么元件,多大值,用什么封装。表头用什么样的,什么规格的。元件选型,让我弄了不少时间。在设计上增加了一个负载开关,可以不用断电源通过负载开关来断开负载。这个小增加,测试的时候就十分方便了。[图片][图片]

选择风扇的时候,纠结得很,网上和华强北柜台都做了一些了解。

有很多种规格,有很多种品牌,

价格也是相差还特别大。

40*40的有好几个厚度的

60*60的有好几个厚度的

80*80的有好几个厚度的

120*120的也有好几个厚度的

同一个尺寸有不同电压的,风力不一样。

有滚珠的和液压的,这个寿命不一样。

风扇来来回回改了好几次,最终用的是80*80*25(MM)这个尺寸规格的,12直流供电,滚珠式风扇,寿命可以5万小时。

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2018-10-26 13:25
@soros
选择风扇的时候,纠结得很,网上和华强北柜台都做了一些了解。有很多种规格,有很多种品牌,价格也是相差还特别大。40*40的有好几个厚度的60*60的有好几个厚度的80*80的有好几个厚度的120*120的也有好几个厚度的同一个尺寸有不同电压的,风力不一样。有滚珠的和液压的,这个寿命不一样。风扇来来回回改了好几次,最终用的是80*80*25(MM)这个尺寸规格的,12直流供电,滚珠式风扇,寿命可以5万小时。
这个确实很不赖 自己可以做个小的老化架,工程使用特别方便之前也想做一个但是后来也没做,当时做的是那种忒别简单的 ,用三极管串电阻做的,发热比较严重。
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soros
LV.3
5
2018-10-26 13:32
@朝阳之星
这个确实很不赖自己可以做个小的老化架,工程使用特别方便[图片]之前也想做一个但是后来也没做,当时做的是那种忒别简单的,用三极管串电阻做的,发热比较严重。

是的,电子负载三个核心问题

1.处理散热问题;

2.电流走线问题;

3.多个MOS管均流问题;

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soros
LV.3
6
2018-10-26 13:46

继续上传PCB的走线图片

PCB尺寸设计是160MM*85MM,厚度原本打算用2.0MM厚度的,到板厂打样2.0MM厚度价格贵很多,改成用1.6mm厚度

这个是PCB顶层的走线

PCB底层走线图。

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soros
LV.3
7
2018-10-26 13:52
@soros
继续上传PCB的走线图片PCB尺寸设计是160MM*85MM,厚度原本打算用2.0MM厚度的,到板厂打样2.0MM厚度价格贵很多,改成用1.6mm厚度[图片]这个是PCB顶层的走线[图片]PCB底层走线图。[图片]

设计PCB的时候,有几个地方要注意:

1.元器件选型要先确定,不然设计回来再买东西有可能没那种元件。封装对不上,结构尺寸不对。

   风扇我买了几次,都是先把风扇买回来,功率管虽然有规格书,但是我也是先买回来,后做封装

   元器件都是先找到规格书,按照规格书上的封装图做设计。

2.要考虑散热处理,像MOS管大功率发热器件,和其他低功耗器件要距离远些

  散热片怎么放,风扇怎么放,在设计PCB的时候就要把这些考虑进去再开搞。

3.输入大电流的主线要走粗,我选择的表头是99V/10A的表头,要走10A电流,主电流铜皮要至少5MM以上宽度,留足余量。。

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soros
LV.3
8
2018-10-26 14:01

上传PCB样品回来组装图片

贴片元件全部设计在PCB底部

散热器用铜柱隔离,不能让散热器直接把热导到PCB板上,那样会太烫手。

螺丝固定散热片和功率管,功率管和散热片上点上散热胶水,让MOS管和散热器更接触更好。

风扇和表头装配就这样

装好风扇的样子

正面图,电压电流双显表头,输入接口支持多种,右边供电采用USB接口。两个调电流的电位器,一个粗调,一个微调。还有个负载开关。

为了防止温度偏高热手,和超过60V电压测试安全,我在上面增加了一个亚克力板在上面。加这个亚克力板特别好。

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2018-10-26 14:20
@soros
上传PCB样品回来组装图片贴片元件全部设计在PCB底部[图片]散热器用铜柱隔离,不能让散热器直接把热导到PCB板上,那样会太烫手。[图片]螺丝固定散热片和功率管,功率管和散热片上点上散热胶水,让MOS管和散热器更接触更好。[图片]风扇和表头装配就这样[图片]装好风扇的样子[图片]正面图,电压电流双显表头,输入接口支持多种,右边供电采用USB接口。两个调电流的电位器,一个粗调,一个微调。还有个负载开关。[图片]为了防止温度偏高热手,和超过60V电压测试安全,我在上面增加了一个亚克力板在上面。加这个亚克力板特别好。[图片]
很不赖,自己用特别方便
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soros
LV.3
10
2018-10-26 14:37

再展示下测试的效果照片

实测5V10A效果,5V只能测试50瓦,9V以内可以测试10A电流

12V测试7.5A电流,24V可以测试3.75A电流,100-110瓦也可以测试,温度会上到100℃,90瓦温度在65℃以内

空调房90瓦温度可以在60℃以内。

跟我的FLUKE 17B对比电压准确率,效果自己比较满意

跟FLUKE 17B对比电流实测,也让自己满意。这种简易的电子负载,主要侧重适用,成本也不贵

基本上市面上的反激式电源适配器都能适用了。

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soros
LV.3
11
2018-10-26 14:39
@soros
再展示下测试的效果照片实测5V10A效果,5V只能测试50瓦,9V以内可以测试10A电流[图片]12V测试7.5A电流,24V可以测试3.75A电流,100-110瓦也可以测试,温度会上到100℃,90瓦温度在65℃以内空调房90瓦温度可以在60℃以内。[图片]跟我的FLUKE17B对比电压准确率,效果自己比较满意[图片]跟FLUKE17B对比电流实测,也让自己满意。这种简易的电子负载,主要侧重适用,成本也不贵基本上市面上的反激式电源适配器都能适用了。[图片]
大家可以讨论了。
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soros
LV.3
12
2018-10-26 14:39
@朝阳之星
很不赖,自己用特别方便[图片]
感觉还可以,使用是很方便了,可以不要买一堆可调水泥电阻了。
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2018-10-29 12:13
@soros
再展示下测试的效果照片实测5V10A效果,5V只能测试50瓦,9V以内可以测试10A电流[图片]12V测试7.5A电流,24V可以测试3.75A电流,100-110瓦也可以测试,温度会上到100℃,90瓦温度在65℃以内空调房90瓦温度可以在60℃以内。[图片]跟我的FLUKE17B对比电压准确率,效果自己比较满意[图片]跟FLUKE17B对比电流实测,也让自己满意。这种简易的电子负载,主要侧重适用,成本也不贵基本上市面上的反激式电源适配器都能适用了。[图片]
做的很漂亮。有个问题不解,为什么不直接用12v电源供电呢?
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soros
LV.3
14
2018-10-29 14:53
@ymyangyong
[图片]做的很漂亮。有个问题不解,为什么不直接用12v电源供电呢?
因为我这个东西是经常放在自己的办公桌上,就想用USB供电,或者手机充电器供电,12V供电要一个专门的适配器。但是5V供电就方便多了,充电器和充电宝都可以共用的。
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2018-10-29 17:19
@soros
因为我这个东西是经常放在自己的办公桌上,就想用USB供电,或者手机充电器供电,12V供电要一个专门的适配器。但是5V供电就方便多了,充电器和充电宝都可以共用的。

好吧。我以前也做过一个。如果加个恒流/恒阻模式的切换开关,应用范围会更广一些。

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2018-10-29 20:31
@朝阳之星
这个确实很不赖自己可以做个小的老化架,工程使用特别方便[图片]之前也想做一个但是后来也没做,当时做的是那种忒别简单的,用三极管串电阻做的,发热比较严重。
电子负载就是当电阻用的吧,能不发热吗?
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TDNS
LV.1
17
2019-02-26 15:54
@soros
再展示下测试的效果照片实测5V10A效果,5V只能测试50瓦,9V以内可以测试10A电流[图片]12V测试7.5A电流,24V可以测试3.75A电流,100-110瓦也可以测试,温度会上到100℃,90瓦温度在65℃以内空调房90瓦温度可以在60℃以内。[图片]跟我的FLUKE17B对比电压准确率,效果自己比较满意[图片]跟FLUKE17B对比电流实测,也让自己满意。这种简易的电子负载,主要侧重适用,成本也不贵基本上市面上的反激式电源适配器都能适用了。[图片]
大佬,有工程文件吗,能发一份吗
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soros
LV.3
18
2019-03-15 17:04
@TDNS
大佬,有工程文件吗,能发一份吗
自己设计的,肯定有工程文件的。
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soros
LV.3
19
2019-04-24 17:50
@soros
自己设计的,肯定有工程文件的。
准备再改个功率大些的电子负载
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2019-05-29 21:18
@soros
准备再改个功率大些的电子负载
做的很不错,实用性强,比水泥负载方便多了!
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2019-05-29 21:24
@soros
准备再改个功率大些的电子负载
大神,能给个资料吗?我也想动手自己做一个载,用起来方便。
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