前段时间论坛很火的《DIY电子负载》看得我心里火热很,但乐老师的电子仪对我来说功率还是小了点。
查了不少资料心里有一个大胆的想法自己DIY 100V/80的负载仪。
估计这个贴子夸度比较长,大家给多担当。为了减轻工作量。本负载就不设计面板外壳以祼板的状态调试。
前段时间论坛很火的《DIY电子负载》看得我心里火热很,但乐老师的电子仪对我来说功率还是小了点。
查了不少资料心里有一个大胆的想法自己DIY 100V/80的负载仪。
估计这个贴子夸度比较长,大家给多担当。为了减轻工作量。本负载就不设计面板外壳以祼板的状态调试。
在开工之前先决定这台负载使用环境。
1. 所使用的场所一般为电池组放电或老化(最大60V/50A)。
2. DC电源负载测试或老化(最大100V/30A)
根据上面的使用场所得出负载仪性能参数如下:
1. 元件器成本在500块以下。
2. 主要的使用模式为恒流多,电路设计以恒流为主体,恒压模式与恒功率模式采用软件的方式处理以节省成本。
3. 负载精度暂定为1%。50A误差在0.5A左右还可以接受。
4. 负载抖动率这个参数暂处理,反正我使用场合一般都不需特别注意。
经过上面的梳理,一台大功负载的基本参数要求已经给出了。一台正儿八经的大功率负载仪肯定不只这些功能,恒压、恒功率、恒电阻、恒流这些都是基本功,还有些什么编程功能通信什么的,反正我司里那台大功率负载仪我常使用的不外是恒压、恒流、恒功率这些功能。但它的费用是2W多呀。DIY的乐趣就在这里了,用5%的钱达到60%功能。
参数大概定了就开始设计电路框架了。
我把电框架分为三部份。
1. 功率散热板
2. 控制板
3. 显示板
为什么这样之分呢?我是有考虑的,首先这负载仪满功率时达3600W大概就是家里的烧水壶的水平,10多分钟就可以烧开一壶水。如果用散热器散热估计要20kg左右重量。 我司那台负载一个人都搬不起来。我想用水冷散热但是具体怎样做我还没有想好,所以先把散热部份与其它电路分开然后直接泡在水里散热。
控制板与显示本是做在一起的,但是又考虑到只有一颗单片机估计实时性比较差。因为恒压模式与恒功率模式都是用软件来处理。如果再加上要算显示内容实时性就差多了。所以增加了一颗单片机来处理显示与输入功能。用一颗芯来专门算恒压恒功率实时性就好多了。这样打广告也可说是双核了。
我简单地说一下原理与功率元件的取值。
如果大家有认真看,其实电路可以看作6路小功率测试并联模式。每一路的最大电流设定为10A。
总电流为6*10=60 A 大于整机最大电流目标值50A。只要保证每一路的电流可以达到10A则可以完成设计目标。
每一小路的MOS管为6个,为什么选6个?当然不是为了666666.
MOS的规格书上最大功率参数为200W左右(具体多少我忘记了),那么48V的情况下就可能通过4A的电流。当然这是极限的情况,一般取值一半2A。
那么就得出就得出MOS的数量10/2=5个。取值6个是为更保险点。因为电压越高能通过的电流就越小。
关于MOS的采样电阻的值计算:
首先要确定在最高功率10A时采样电阻的电压值。因为我采用的单位片机工作电压为5V,如果值为5V则是最好的,
但是,如果功率电阻的压降为5V则电阻承受的功率为10A*5V=50W。这是很可怕的功率。
当功率电阻的压降为1V,最大功率为10A*1V=10W。这个功率是可以接受的。
那么已知U=1V,I=10A,则R=1/10=0.1R。
12个1R并联约为0.1R。
取样电阻最大功率10W,10/12=0.8W 每个电阻承受的功率为0.8W。2512封装的电阻功率为2W。取其2分之一在安全的范围内。
263的mos?还一个个挤一起。怕不是功率大了各种炸管
电子负载都是用247的管子,每个管子至少间隔3cm