恒流電子負載儀的制作原理篇（科創基金贊助慢更）

nicklkh · 發表于 2021-8-17 11:51:35

本帖最后由 nicklkh 于 2021-8-17 12:06 編輯

總是要維修電源，但是修好之后不知道電源能不能正常滿功率運行，于是就有了一個DIY電子負載儀的想法。（電路板后面會開源）

電路原理及元件選用

其中Q是輸出管子，Rs是檢流電阻，Vref是代表電流設定值的電壓信號，當外加電壓后，由運放控制Q，保持Rs上的電壓與Vref一致，即Vref=Iout*Rs，因此有
Iout=Vref/Rs
由于在工作中可以認為Vref和Rs是恒定的，所以該電路吸收的電流也為恒定。改變Vref就可以成比例的改變恒流電流�？梢猿惺艿淖畲箅妷阂淳w管的耐壓和能承受的功率，而能夠保持恒流的最低電壓要看Rs的電壓和三極管的飽和電壓。（這里原理的講解引用的是BG2VO《電子負載儀基礎知識》的內容。https://kechuang.org/t/70869 ）

Vref的產生（見下圖，這個圖是簡化后的模型）：先由1V穩壓管D4和限流電阻R12來產生4.2V的基準電壓，送入電壓跟隨器來消除負載效應，電壓跟隨器的輸出端連接至精密電位器R，電位器內部構成分壓電路，分壓電路輸出連至另一個電壓跟隨器，這個電壓跟隨器的輸出就是Vref。計算公式：Vref=1v*Rp/Rmax（Rp是電位器實際阻值，Rmax是電位器最大阻值）

因為要線性地實現電流“粗調與細調的功能” ，所以電路中使用了兩個精密電阻器與電壓跟隨器的聯級，原理與上面的模型本質是一樣的（見下圖）。

實際制作中，三極管Q由場效應管irfp250代替，Rs取0.2Ω，Vref由4.2v穩壓管、3個lm358構成的電壓跟隨器和2個精密電位器產生（如圖），運放使用lm324芯片（正好四個運放控制四個功率管）。整體電路圖如下：

由于在設計電路板時，我將控制部分與功率部分分開了，控制部分電路板對應的電路圖如下：（功率部分很簡單，搭棚焊即可）

制作過程后面有空會更新，本人現在各社交平臺的名字都叫苯寶寶正辛酸