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[工仪] 超简单纯硬件IGBT单管150W电子负载,使用CPU散热器

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发表于 2021-11-29 12:52:41 | 显示全部楼层 |阅读模式

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半年前弄过一个简版的电子负载,也发布在论坛上了,见这里https://www.mydigit.cn/thread-255571-1-1.html。有个电子负载确实方便多了,折腾时帮了不少忙,就是功率小了点(指简版电子负载),就寻思着再弄个功率大点的电子负载。翻看了下自己的百宝箱,发现几个淘汰的775CPU散热器,冇打算商品化,就废物利用下这几个CPU散热器吧。使用IGBT呢是因为IGBT已在电磁炉电焊机大量使用,更容易找到比MOS管功率更大价格更低廉的管。电路是简版的改版加补充,支持多个电源接口和温控散热风扇功能。下面是完整功能电路图。
STDSCH.png

支持3个电源接口:1.DC12V  2.microusb  3.type-c
散热风扇支持3种驱动方式:1.直接驱动(JP4短接) 2.温控开关控制 3.温控电路控制,图中参数设定在40度开启风扇。
因IGBT都有一个VCE饱和压降(普遍在2.5V一下),除IGBT主通道外另加入一个辅助通道(Q3通道),用于补偿2.5V以下电压的负载。用不到2.5V一下电压此通道可以不用焊接。当然IGBT管也可以直接用MOS管代用的,自己安排了。
此电路图的PCB其实两三个月前就已打板回来了,实在懒动烙铁,一直拖到这两天才抽空焊接了个样品验证下。

先来个PCB的3D模拟图:
PCB3D.png

验证发布前先看看此电子负载的大概模样:
IMG_20210626_171517_缩小大小.jpg
IMG_20210626_172147_缩小大小.jpg
IMG_20210811_211953_缩小大小.jpg
IMG_20210626_171415_缩小大小.jpg

原理图中功能模块都是验证过的,还是因为懒吧,这里只焊接负载部分,测试下功率就好。下面是最简版的电路图:
SimpleSCH.png
先焊上贴片原件
IMG_20211127_161852_缩小大小.jpg

接着是IGBT管,用FGA20N120这个管是因为手上有好几个,用签到红包几分钱一个撸回来的,先用它做下功率测试,暴掉了就暴掉了是不是,反正便宜嘛。
IMG_20211127_161910_缩小大小.jpg
IMG_20211127_195722_缩小大小.png

FGA20N120.png

焊接前要对IGBT得管脚做下弯曲处理
IMG_20211127_162231_缩小大小.jpg

在管的正面涂满导热硅脂
IMG_20211127_162324_缩小大小.jpg

散热面朝上把管焊好。切记,是散热面朝上,Q3管也一样处理。
IMG_20211127_162633_缩小大小.jpg

还差几个插接件
IMG_20211127_161933_缩小大小.jpg
IMG_20211127_163019_缩小大小.jpg

电压电流表头也是少不了的。涨价前6,7元一个买回来的电压电流表:
IMG_20211127_163121_缩小大小.jpg
IMG_20211127_163141_缩小大小.jpg

把表头的电路板拆下,把引线重新处理下,直接用插座会太突出的,做下矮化处理
IMG_20211127_163230_缩小大小.jpg
IMG_20211127_163315_缩小大小.jpg
IMG_20211127_163619_缩小大小.jpg
IMG_20211127_163832_缩小大小.jpg
IMG_20211127_163901_缩小大小.jpg

焊上电压电流表的模样:
IMG_20211127_164254_缩小大小.jpg
IMG_20211127_164317_缩小大小.jpg

若觉得电压电流表太过松动,可以打点点胶水固定下
IMG_20211127_164646_缩小大小.jpg

再拧好支撑铜柱就差不多了
IMG_20211127_164900_缩小大小.jpg
IMG_20211127_165013_缩小大小.jpg
IMG_20211127_165021_缩小大小.jpg

插上电源看看有无问题
IMG_20211127_165122_缩小大小.jpg

把电位器旋至最左边,万用表量下U1的1脚电压,电压为2.5V就对了
IMG_20211128_131315_缩小大小.jpg

把电位器旋至最右边,再用万用表量下U1的1脚电压,电压在2.4V左右就可以了
IMG_20211128_131323_缩小大小.jpg

散热风扇的电源接口稍稍lay进了点,要做下以下处理
IMG_20211128_131404_缩小大小.jpg

先看看接着要安装的散热器,就一个普通的全铝775CPU散热器
IMG_20211128_131805_缩小大小.jpg
IMG_20211128_131754_缩小大小.jpg

装上散热器前好把IGBT管的散热面涂满硅脂
IMG_20211128_131945_缩小大小.jpg

终于组张好了,看下成品的模样
IMG_20211128_132328_缩小大小.jpg
IMG_20211128_132408_缩小大小.jpg
IMG_20211128_132422_缩小大小.jpg
IMG_20211128_135006_缩小大小.jpg

接上我手上的能找到的最大功率的电源,把负载调到最大,就这个样子了,100W
IMG_20211128_133018_缩小大小.jpg

冇温度计,只能用手触摸了,一点温温的感觉(100W负载下)
IMG_20211128_133057_缩小大小.jpg

到此了,无高压大功率电源,无条件再做专业测试了。基础在此,能折腾到多大功率就看个人的本事了。


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