爱科技、爱创意、爱折腾、爱极致,我们都是技术控
您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?立即注册
x
本帖最后由 xiaoxuanfeng 于 2019-1-29 16:54 编辑
在ATX电源改造可调电源的时候,苦于没有电子负载做测试,一直都是用小灯泡跟电热丝当负载。当时就萌生了要弄一台电子负载的想法,淘宝上大概的了解了一下,专业的要上千多块,普通的也要八九十。对于像我这种还要养家糊口的人来说,成本还是有点高。于是就想到了自制,百度上看了一下,普遍都是用经典的LM324制作方案,看了几篇教程,感觉也不是很难,所需要的东西也容易弄到,然后就决定用这个LM324方案自制一台150W的电子负载了。
在改造可调电源进入尾声的时候,就已经着手准备电子负载所需要的东西了。像双显电压电流表、4.7K的精密可调电位器、0.22欧5W陶瓷电阻、75N75 MOS管、102电容等都是从网上购买,为了保证制作的成功率,所需要的元件参数我都是按照电路图里的来买,好在所买的这些东西都包邮,用掉红包后也就付了几毛几分钱而以。
▲此电路图中的R22电阻我改成了100K的多圈可调电阻,用来设置调流电位器的最大电流。而R21 原图是1K的,我看其它三路都是用220K的,我觉得LM324运放的四路应该都一致的,所以我就改成了220K。
▲所需要的元件收集完成后,就可以准备开始制作了(上图只是一部分元件)。说实话,我还是第二次玩洞洞板,在板上比画了很久元件的摆放位置,用小尺寸的板又怕位置不够,用大的又怕浪费。最后还是决定先用7cm X 9cm的板试一下,先把所有元件都插上去,够位置后再进行上锡。
▲洞洞板的四个角先装上铜柱,方便插元件。考虑到板子的尺寸,把电阻都尽量立着放,放完元件之后感觉板子刚刚好,既不太大,也不是很小。
▲焊接之前先在电脑上用PS大概的画一下走线连接,免得焊的时候临时乱走线,搞得不整洁清晰。
▲开始焊接,把铜柱反过来安装,方便焊接。走线加了铜线,不用浪费那么多锡。
▲焊接好的样子,红电线是连接0.22欧陶瓷电阻的接浮地脚,从上面走线不影响背面的走路。供电由12V直接提供。
▲背面的样子,虽然是第二次用洞洞板,但是自我感觉反面走线还是挺工整好看的。
▲电子负载最主要的就是要做好散热,从公司跟家里找了好久才找到这两个尺寸一样的CPU风扇。
▲比画了很久两个风扇的摆放位置,最终像上图一样的安装。本来想把ATX电源外壳的风扇保留下来的,像zhkrid前辈那样安装风扇,但是主板又不够位置安装了。风扇的高度也差不多到顶了,在风扇上面装主板也不现实。所以只能把自带的风扇去掉了。其实最开始设想是想把风扇外置的,后来看到主板才7cm X 9cm大小,所以就改变想法,把风扇,主板等全装在里面。
▲ATX电源的交流输入面用来当电子负载的正面,自带的风扇拆掉,到时候用角磨机切掉,再另外找块钢板来当正面。
▲两个风扇是贴着蜂窝状网安装的,原电源板螺丝安装位置有点挡位置,用铁锤砸平一点就能安装风扇了。
▲摆放好MOS管的安装位置,做好标记准备钻孔攻丝。
▲手电钻用2.5的钻头开孔,攻丝用M3的丝锥。
▲特意买了一套攻丝套件,攻丝的时候丝锥跟风扇垂直慢慢的顺时针扭进去,攻完之后再用M3的螺丝扭一遍,但是千万记得要用质量好的螺丝哦,要不然就会像我这样把螺丝扭断在里面。如果真的断在里面了,也不用着急,再用2.5的钻头把断的螺丝钻一遍,再攻一次丝就可以了。
▲风扇的固定在底下开孔,再在风扇开孔攻丝,最后再用螺丝固定。
▲晚上把电源外壳拿回家,向邻居借了把角磨机来切割正面,面板还是用改ATX可调电源用剩的不绣钢板。
▲焊了4个铜柱用来安装LM324主板,再把背面多出来的用角磨机切割掉。
▲主板跟MOS的G、S脚用的是ATX电源的输出线来连接,后来发现这线太硬了,后面又重新换了其它比较软的线了。D极是用了一段2平方的铜线来接在一起(MOS管是跟风扇绝缘的),然后再用多股的粗电线来接到测试端子的正极。
▲电源供电刚开始设想是用个路由器之类的开关电源的,后来发现家里有个12V的变压器在吃灰中,而机箱右边的位置又刚好能放得下变压器,最后就采用了这个变压器。因为原来没设有整流滤波电路,然后就用了块洞洞板做整流滤波,再用个L7812CV转成直流12V给主板、2个风扇,双显表供电。
▲到此就可以进行第一次试机了,当然那是不可能一次成功的。上图是找到原因后试成功拍的(后来才知道真正的原因并没有找到)。测试用的电源是华硕笔记本的19V 3.42A的电源,当电流调超过2A的时候就没有输出了,电源上的指示灯一闪一闪的,感觉制作的电子负载还是有问题(后来才知道是华硕的电源垃圾,最大才输出2A,再大电源就保护了)。
▲第一次试机没成功的时候就百度找了很多前辈们制作LM324电子负载的帖子,看到其中有一篇是0.22欧取样电阻的浮地跟系统的地是连在一起的,虽然zhkrid前辈的电路图中已经标明了浮地,但是自己对浮地这个概念不是很理解,然后我也跟着把取样电阻的浮地跟系统的地接在一起了。
▲接好之后测试居然能成功了,当时用的是华硕的电源,标的是3.42A,最大只能调到2A。第二天来上班把家里的DELL 12V 18A电源拿来当测试,这次能调超2A以上了,以为电子负载没有问题了。结果调到5A之后,准备往6A调就听到DELL的电源一声闷响,照明用的灯也黑了,空开直接跳闸。恢复电力后,检查了一下情况,DELL电源烧了,电子负载没事。
▲面板的开孔遇到了点苦难,5.5的DC输入插座没有合适的开孔工具,钻头最大的只是6.5mm的,用来开接线柱,电位器还偏小,还得用把剪刀插进去扩大了才合适用。但是5.5的DC座大概是12mm,如果只用剪刀从6.5mm来扩大12mm,想想肯定把我的手扭废了,最后只能网购了一把13mm的开孔器(当时以为5.5插座是14mm的)。
▲等待开孔器回来期间,继续在网上找原因,研究了两三天才发现原来是TL431的K跟R脚没有连接在一起,导致没有2.5V基准电压。其实第一次测试没成功的时候就已经测量了TL431的K跟R脚了,当时测的时候电压是11V多,就感觉不太正常了,反来因为把取样电阻的浮地跟系统的地接在一样,能调流就以为成功了,就把这个给忽略了。 总结一下失败的原因: 1. TL431的K跟R脚没有连接在一起,导致没有2.5V基准电压。 2. 取样电阻的浮地不能跟系统的地接在一起。 3. 双显电压电流表的细红黑供电线,其中的黑线要跟系统的地接在一起(我就是双显表跟系统分别用了独立的供电,1、2点原因排除后还是不能调流,后来接在一起就正常了)。
▲两个风扇的供电并联在一起,然后串了一只40度的温控开关,当散热器达到40度的时候,风扇才开始启动。整流滤波小板跟叠加在LM324主板上面。
▲虽然电子负载的问题已经解决,但是还是不敢轻易的用可调电源来做测试,怕又烧了。找了一个垃圾的山寨12V电源来做测试,标称12V 3A,最大输出了4A电压还只是低了一点点,看来这是一个合格的山寨电源。
▲还是再谨慎一点好,再拿个山寨的ATX电源来测试一下,标称5V 16A,当电流到了10A的时候,电压已经降到了3.2V了。这时顺便把调流电位器的最大量程设置为10A(因为我这个双显表电流最大才10A)。也就是调节电路图中的R22电阻。因为我用100K可调电阻代替之前没有测量默认的阻值是多少,像这种可调电阻即使扭到头了还是能继续扭的,所以就造成了一定的困扰。建议有像我这样的朋友,先把可调电阻调节到20欧左右再进行安装。
▲测试期间还发生了一点小曲折。记得有一次测试,30V 4A电流后,再继续想调到5A,结果电压就直线下降了,当时以为是电源输出保护了。后来的几次测试中,发现一接上电源,电流到达到了7A多,电压3V多,电子负载的调流电位器都还没扭就达到了7A多。后来才意识到可能电子负载出问题了,一测量MOS管,发现第一个MOS管已经击穿了。本来想继续买5个75N75来替换,但是考虑到这个管的质量可能不太好,刚好之前也捡到一个电车的控制器,就把电车控制器上的MOS管拆下来用。电车控制器上用的是S80N10R,这个管的资料网上并不多,只知道是NPN型,100V 80A。参数比75N75大,又同是NPN型,就决定用S80N10R来代替75N75。换好后故障依旧,刚开始怀疑是LM324芯片的问题,换了后还不行,最后才发现是0.22欧的取样电阻断路了。
▲电子负载没有问题后,就可以进行了最后的组装,图中的电位器旋钮因为卖家发错货无法使用,只有先这样用着。后来有了天猫红包后,只花了2分钱包邮买了一个旋钮回来。
▲装盖子之前再进行一翻老化测试,30V电压 5A电流测试,温度达到40度后风扇开启,大概吹个2分多钟后停止转动,然后间隔1分多钟后风扇又开启,如此循环。
|