Разрабатываю: эквивалент нагрузки

[Леонид Иванович]

Пробывал разные варианты обдува, такой самый оптимальный оказался.

Вентилятор вдувает воздух в радиаторы, или выдувает из них?

[bav123]

вдувает

[Demo65]

А мне требуется "сдуть" с такого радиатора примерно около 600Вт. Получится ли? Хотя гонять целый час мне не потребуется, думаю, что достаточно будет минут 10.

[_vintik]

Наверное, установка вентилятора как на картинке ЛИ, создаст завихрение на ребрах, уменьшающее поток через радиатор.
Можно проверить на слух, на сколько повышаются обороты, по приближению вентилятора к установочному месту(с кожухом конечно). Тем самым выявить оптимальное расстояние от нее.

[Starichok51]

нужно брать комповый (процессорный) радиатор со штатным кулером. один комплект - примерно 100 Ватт. на 200 Ватт - 2 комплекта.

[Леонид Иванович]

Тем самым выявить оптимальное расстояние от нее.

Можно между вентилятором и радиаторами сделать вставку. Но нужно ли - покажут измерения. Наверное, со стороны вентилятора можно и ребра под углом фрезернуть, но боязно, а вдруг не поможет, только площадь потеряю?

[Slabovik]

Не забывайте о тепловом сопротивлении кристалл-фланец и фланец-радиатор. Мои прикидки говорят о том, что сдуть даже с TO-247 200 ватт нереально - температура кристалла превысит допустимую при ещё вполне приемлемой на радиаторе... Ну т.е. осетра надо резать, раза в 4. Ибо 100 ватт с компьютерного кулера - это при температуре градусов 70~80 только самого кулера (не говорю о монстрах с тепловыми трубками - там с этим легче, но плата габаритами)

[Леонид Иванович]

У меня будут 4 шт. TO-247, на каждом не более 50 Вт.

[Vovk_Z]

У меня будут 4 шт. TO-247, на каждом не более 50 Вт.

Да, и я прикидывал, более 50 Вт, даже с ТО-247, брать рискованно. 100 Вт - на грани ОБР, или уже за гранью, для большинства полевиков, учитывая, что режим работы - постоянный ток.
Чтобы не беспокоил вопрос ТКС шунта, не нужно его сильно греть. Т.е. использовать, например, на 10-15% от номинала.
При токах выше неск. Ампер шунт лучше сделать 10-20 мОм, тем более, что тут, вроде собираются использовать прецизионные ОУ.
50 мОм - это, по моему, довольно много, даже для обычного ОУ.

У меня работает примитивная нагрузка на LM358, и одном полевике, так два-три ампера держит, третий разряд не плывет (ну, +-1 ед.). Шунт - восемь одноватных обычных китайских угольных резистора 0,1 Ом, в параллель, т.е. 12,5 мОм. Шум, на входных клеммах, меньше одного миливольта, по В3-57. Это при том, что ОУ питается нестабилизированым напряжением, тем же, от которого запитаны и цифровые вольтметр и амперметр (LED).

[Леонид Иванович]

Чтобы не беспокоил вопрос ТКС шунта, не нужно его сильно греть. Т.е. использовать, например, на 10-15% от номинала.

Это понятно, но встают чисто конструктивные вопросы. У меня на шунте рассеивается до 5 Вт. Если собрать шунт на 50 Вт, то его габариты будут слишком большие.

При токах выше неск. Ампер шунт лучше сделать 10-20 мОм, тем более, что тут, вроде собираются использовать прецизионные ОУ.

Если бы шунты были переключаемыми, тогда да. А так внизу диапазона точность будет плохая. Даже прецизионные ОУ не спасут.

У меня работает примитивная нагрузка на LM358 ... Шум, на входных клеммах, меньше одного милливольта

Какие условия измерения шума? Вообще, для источника тока нужно измерять шумовой ток, а не шумовое напряжение. Фантастика, что на таком ОУ и с таким низкоомным шунтом можно получить хорошую стабильность и низкий шум. У LM358 типовой дрейф 7 мкВ/°C, с шунтом 12.5 мОм получается дрейф примерно 0.5 мА/°C, это много. Шум у LM358 имеет плотность где-то 40 нВ/Гц^0.5, если взять полосу порядка 50 кГц, шум тоже будет примерно 0.5 мА.

[Vovk_Z]

Это понятно, но встают чисто конструктивные вопросы. У меня на шунте рассеивается до 5 Вт. Если собрать шунт на 50 Вт, то его габариты будут слишком большие.

5 Вт - конечно, очень много. Буквально вчера я подбирал шунт под разрядное устройство для автомобильных акк., исследовал температуру обычных китайских угольных двухватников, потому хочу поделиться результатами. Ориентировочно, получается, если их использовать даже всего на четверть мощности - т.е. около 0,5-0,6 Вт для 2 Вт резистора, то центральная часть резистора нагревается до 80-90 и больше градусов (точно опять-таки не вспомню). Подбирал разное количество параллельных резисторов, и получается, эти резисторы нужно использовать где-то на одну шестую от номинала - тогда нагрев будет не выше 70 градусов.
В этом смысле, наши, изначально огромные МЛТ сильно лучше, но МЛТ (вернее, МОН), на такие номиналы (0,1 Ом), конечно, не найти. Быстрее купить и запаять гроздь безродных китайцев.

Если бы шунты были переключаемыми, тогда да. А так внизу диапазона точность будет плохая. Даже прецизионные ОУ не спасут.

А где именно у вас низ диапазона? Допустим, низ - 10 мА. При шунте 10 мОм это 0,1 мВ, что конечно много меньше типового смещения LM358. Опять таки, "низ" если он смущает при обычных ОУ (358), настраивается подбором резисторов обвязки (выборкой смещения). Это нужно сделать всего один раз, для конкретного ОУ. Ну, или ставить прецизионный. (И все равно подстраивать чуть-чуть).

Какие условия измерения шума? Вообще, для источника тока нужно измерять шумовой ток, а не шумовое напряжение. Фантастика, что на таком ОУ и с таким низкоомным шунтом можно получить хорошую стабильность и низкий шум. У LM358 типовой дрейф 7 мкВ/°C, с шунтом 12.5 мОм получается дрейф примерно 0.5 мА/°C, это много.

С температурой не очень страшно все, думаю. У меня, как и у вас, вентилятор вытягивает горячий воздух из корпуса, потому внутри, в основном, конматная температура. Другое дело, что через плату передается тепло, это да. Точно не помню уже, ОУ находится где-то в 2-3 см от радиатора и полевика, и он (ОУ), не горячий. Чуть теплее, чем комнатный, т.е. не выше 40 градусов, ориетировочно. Т.е. перегрев 10-15 градусов, что не смертельно.

Шум измерял просто - подключил БП, с линейным стабилизатором на выходе (1084, кажется, это был мой новый лаб. БП), провод то ли 0,5 м, то ли 1 м, и эта нагрузка. Измерял на входных клеммах, микровольтметром.

Собственно, шума ОУ можно не сильно бояться, ведь RC-фильтры никто не отменял. Тем более, у меня нет имульсного режима нарузки, затворный резистор можно поставить хоть 100 кОм. Сложность тут появляется только, если необходима большая скорость изменения тока.

[Starichok51]

Леонид Иванович, хотелось бы услышать, для каких применений электронной нагрузки нужны такая офуенная прецизионность и такие микроскопические шумы?
и я еще согласен с ранее высказанным мнением об бессмысленности делать нагрузки универсальной. если хочется перекрыть большой диапазон по току, то следует сделать 2, или даже 3, нагрузки, каждая на свой разумный диапазон по току. тогда и шум в 0,5 мА на фоне нескольких Ампер не будет иметь значения.

[Леонид Иванович]

но МЛТ (вернее, МОН), на такие номиналы (0,1 Ом), конечно, не найти.

МОН не найти, зато есть C5-16. И они имеют относительно большой корпус для своей мощности. Измерений температуры не проводил, но, думаю, на половинной мощности использовать их вполне можно.

А где именно у вас низ диапазона?

Планирую сделать два диапазона - 2 А и 20 A, причем на одном и том же шунте. На диапазоне 2 А разрешение установки тока будет 1 мА. Хочется, чтобы все погрешности вписывались в это значение.

"низ" если он смущает при обычных ОУ (358), настраивается подбором резисторов обвязки (выборкой смещения).

Само по себе напряжение смещения ОУ проблемы не представляет. Оно легко компенсируется подстройкой или цифровой калибровкой. Проблему представляет температурный дрейф напряжения смещения. В прошлом ответе я посчитал дрейф для Вашего шунта и ОУ - он оказался 0.5 мА/°C, это никуда не годится.

Шум измерял просто - подключил БП, с линейным стабилизатором на выходе (1084, кажется, это был мой новый лаб. БП), провод то ли 0,5 м, то ли 1 м, и эта нагрузка. Измерял на входных клеммах, микровольтметром.

Такое измерение некорректно, БП своим низким выходным сопротивлением всё зашунтировал. Нужно было последовательно в цепь включить резистор, и на нем измерять шумовую составляющую падения напряжения.

Собственно, шума ОУ можно не сильно бояться, ведь RC-фильтры никто не отменял. Тем более, у меня нет имульсного режима нарузки, затворный резистор можно поставить хоть 100 кОм. Сложность тут появляется только, если необходима большая скорость изменения тока.

Планирую получить скорость 1 А/мкс, ФНЧ тут неуместны.

хотелось бы услышать, для каких применений электронной нагрузки нужны такая офуенная прецизионность и такие микроскопические шумы?

Для измерения параметров источников питания. Вообще, вопрос странный. Точно так же можно усомниться в нужности прецизионных вольтметров, частотомеров и другой измерительной техники.

если хочется перекрыть большой диапазон по току, то следует сделать 2, или даже 3, нагрузки, каждая на свой разумный диапазон по току. тогда и шум в 0,5 мА на фоне нескольких Ампер не будет иметь значения.

Даже одна нагрузка может перекрыть довольно значительный диапазон. Я не замахиваюсь на какие-то фантастические параметры, хочу лишь приблизиться к характеристикам старых промышленных нагрузок, таких как Agilent 6060. Конечно, сделать несколько разных нагрузок было бы проще. Но разве интересно конструировать примитивные приборы?

[Starichok51]

Для измерения параметров источников питания. Вообще, вопрос странный. Точно так же можно усомниться в нужности прецизионных вольтметров, частотомеров и другой измерительной техники.

я всегда считал, что для измерения параметров источников питания служат вольтметр и амперметр (пусть прецизионные).
а нагрузка (пусть даже электронная) - это вспомогательный инструмент, а не измерительный.

Но разве интересно конструировать примитивные приборы?

дело не в примитивности или сложности - даже на сравнительно узкий диапазон по току можно сконструировать довольно сложную схему. но все должно быть в рамках разумного и рационального.
ведь, никто не станет копать карьерным самосвалом там, где можно обойтись малышом, например, на основе трактора "Беларусь". и при этом никто не говорит, что "Беларусь" - примитив, а карьерный - это круто и престижно...

[Леонид Иванович]

я всегда считал, что для измерения параметров источников питания служат вольтметр и амперметр (пусть прецизионные).

Этих приборов недостаточно. Методика проверки требует еще много чего. Можете посмотреть, например, необходимый перечень приборов, который приводится в service manual на источники питания Agilent.

но все должно быть в рамках разумного и рационального

Разумеется. Два диапазона тока (0…2 А и 0…20 А) для одного прибора я считаю вполне разумным. К тому же, без такого разбиения на диапазоны в режиме CR не получится достаточный диапазон программирования сопротивлений. Хочется сделать максимально сбалансированный прибор по возможностям/точности/сложности. Скоро закончу рисовать структурную схему, тогда можно будет более предметно обсудить, что является рациональным, а что выходит за разумные рамки.

[Borodach]

Безусловно всё зависит от решаемых задач.
Мне, например, достаточно и кучки мощных резисторов с переключателем, но хотелось бы что-нибудь "элегантное" и эстетичное, но опять же не сверхсложное и "сверхточное" ...

[Starichok51]

Два диапазона тока (0…2 А и 0…20 А) для одного прибора я считаю вполне разумным.

не возражаю про наличие поддиапазонов в одном приборе, но ни в коем случае не один сплошной диапазон практически от нуля до огромного максимума.

Этих приборов недостаточно. Методика проверки требует еще много чего.

лично мне всегда хватало набора нихромовых спиралей и никогда не было даже желания узнать предельный ток БП с точностью до миллиампера...
электронная нагрузка для меня всего лишь дополнение к спиралям, имеющее плавную регулировку тока, в дополнение к ступенчатой регулировке спиралями.

[Леонид Иванович]

Вот один из вариантов структурной схемы, но пока очень-очень сырой:

[Vovk_Z]

Да, на двух диаппазонах будет легче, но измерительный шунт, судя по структурной схеме, один, просто разбитый на четыре параллельных резистора? Т.е. до 5 Ампер на шунт 0,05 Ом, т.е. 1,25 Вт на шунт.
То, на что вы замахнулись, выше моего уровня, но попробую помочь, чем смогу.

Сейчас взял С5-16-8Вт, на 3 Ом (других не нашел), для исследования температуры. Нагрузил его на 4 Вт, т.е. на половину номинала (1,2 Ампера). Термометр показывает до 107 градусов (понятно, снаружи посредине). Изменение тока заметить не смог, т.к. измеряю лабораторным БП (как ист. напряжения), а у него темпер. коеф. напряжения не нормировался (и много разрядных вольтметров нет). Единственное, что понятно - что ТКС С5-16 - очень маленький, изменения, при такой нагрузке - около третьего разряда (меньше).
Этот же С5-16-8Вт 3 Ом, нагретый на четверть мощности (0,81 А), имеет наружную температуру около 60 градусов.
Комнатная температура, при этих измерениях 14-15 градусов (прохладно, если не сказать, холодно).

Планирую получить скорость 1 А/мкс, ФНЧ тут неуместны.

Да, я уже понял. Тогда можно забить на шумы? Шум будет все равно не большой и белый (почти). По-моему, лишь бы не было явных помех на выходе, не?
Если очень нужна малошумность, можно усложнить - ввести отдельный режим, чисто постоянного тока (с ФНЧ), но, нужно ли это кому нибудь?
Ведь, режим пульсирующей нагрузки, с хорошей скоростью, показательнее, чем малошумный режим. Если я захочу очень точно измерить шум малошумного БП под нагрузкой, просто подключу первый попавшийся резистор на выход БП, чтобы не считать, сколько шума добавит электронная нагрузка, не? Если БП шумный ( > 5-10 мВ шума), то можно и эл. нагрузкой грузить.

[Телекот]

Единственное, что понятно - что ТКС С5-16 - очень маленький

А что из доташита его посмотреть нельзя?
http://www.promelec.ru/catalog_info/52/110/429/438/