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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
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。


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:


验证发布前先看看此电子负载的大概模样:





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:

先焊上贴片原件


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。





焊接前要对IGBT得管脚做下弯曲处理


在管的正面涂满导热硅脂


散热面朝上把管焊好。切记,是散热面朝上,Q3管也一样处理。


还差几个插接件



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:



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






焊上电压电流表的模样:



若觉得电压电流表太过松动,可以打点点胶水固定下


再拧好支撑铜柱就差不多了




插上电源看看有无问题


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


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


散热风扇的电源接口稍稍lay进了点,要做下以下处理


先看看接着要安装的散热器,就一个普通的全铝775CPU散热器



装上散热器前好把IGBT管的散热面涂满硅脂


终于组张好了,看下成品的模样





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


冇温度计,只能用手触摸了,一点温温的感觉(100W负载下)


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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发表于 2021-11-29 13:08:17 | 显示全部楼层
有个铜芯的那种CPU散热器,之前做了一个都不知道丢哪去了
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发表于 2021-11-29 13:12:31 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
这个测高压更安全,如led驱动

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 楼主| 发表于 2021-11-29 13:18:30 | 显示全部楼层
alangxl 发表于 2021-11-29 13:08
有个铜芯的那种CPU散热器,之前做了一个都不知道丢哪去了

我有铜芯的775散热器,就想看看用普通全铝的散热器能承受多大的功率。
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发表于 2021-11-29 13:54:57 | 显示全部楼层
这板子不便宜吧,面积超了
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 楼主| 发表于 2021-11-29 14:01:44 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
zzy_85569381 发表于 2021-11-29 13:54
这板子不便宜吧,面积超了

冇花钱,感谢JP,3个月前在JP打样的,在免费尺寸内。
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发表于 2021-11-29 14:42:50 | 显示全部楼层
这个够简单 够用了  没花里胡哨的功能:lol:

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 楼主| 发表于 2021-11-29 15:51:47 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
本帖最后由 mxpro 于 2021-11-29 15:56 编辑
kyd12345 发表于 2021-11-29 14:42
这个够简单 够用了  没花里胡哨的功能


此电子负载不敢称全网最简单,本论坛应该还是可以排上号的,我是够用了。
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发表于 2021-11-29 16:03:45 | 显示全部楼层
有PCB文件下载吗?建议上传分享造福坛友
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发表于 2021-11-29 19:27:48 | 显示全部楼层
简单!实用!
可以出套件了!

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发表于 2021-11-29 20:16:21 | 显示全部楼层
这个测试LED显示屏那个5v200瓦的电源和12v400瓦的那个防雨电源盒吗
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 楼主| 发表于 2021-11-29 20:53:21 | 显示全部楼层
听雨亭 发表于 2021-11-29 16:03
有PCB文件下载吗?建议上传分享造福坛友

暂时舍不得呢。可以出让几片空白PCB。46楼也更新了初版PCB的下载。

PCB有个小BUG,温控电路部分红圈内红线处漏连一根铜线了。启用温控电路的话要将红线处短接,用温控开关或直驱风扇的话就不用理会它了。


PCB就收点邮费钱,我要送下县城去发货,所以要凑够几单或隔几天才能发一次货,不是专业卖家,见谅。

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 楼主| 发表于 2021-11-29 21:01:41 | 显示全部楼层
云海听涛 发表于 2021-11-29 20:16
这个测试LED显示屏那个5v200瓦的电源和12v400瓦的那个防雨电源盒吗

我不玩LED电源哦
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发表于 2021-11-30 00:12:03 | 显示全部楼层
对于用IGBT,开启栅压一般比较高,大约3.5V以上吧,这个电路还是有保障的
如果是用NMOS管,就要挑选栅压高的才好用吧,要么就去掉加速(好像加速没多大必要)的三极管二极管
因为TL431的阴极电压一般是最低2V左右,碰上个2V栅压的MOS怕是关不小电流

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发表于 2021-11-30 00:18:15 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
这学的是啥专业啊!将来孩子学这个专业,前途如何,明天就要高考了。还不知给孩子报啥专业。
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发表于 2021-11-30 10:22:53 | 显示全部楼层
玫瑰余香 发表于 2021-11-30 00:18
这学的是啥专业啊!将来孩子学这个专业,前途如何,明天就要高考了。还不知给孩子报啥专业。 ...

明天高考?
快醒醒吧
混数码之家还不知道这行业的前景,哎~
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 楼主| 发表于 2021-11-30 10:47:01 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
本帖最后由 mxpro 于 2021-11-30 10:55 编辑
邓穿石 发表于 2021-11-30 00:12
对于用IGBT,开启栅压一般比较高,大约3.5V以上吧,这个电路还是有保障的
如果是用NMOS管,就要挑选栅压高 ...


有用处的。不用驱动级把JP3短接就可以。高压的mos管开启电压都不会低,不会关不断。
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 楼主| 发表于 2021-11-30 10:48:40 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
玫瑰余香 发表于 2021-11-30 00:18
这学的是啥专业啊!将来孩子学这个专业,前途如何,明天就要高考了。还不知给孩子报啥专业。 ...

冇睡醒吧,明天就12月份了那来的高考?
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发表于 2021-11-30 11:33:04 | 显示全部楼层
有点没看懂啊
这个可调电阻的作用是啥,仅仅是开关IGBT吗还是实现负载功率调整
另外,这个电压电流表头接线也不是很明白
接DC的时候显示的电压是0
但是接负载的时候电压正常
难道测试的仅仅是有负载时的电压
模块的测电压原理是什么呢

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