Эта схема электронной нагрузки использовалась в компании Maxim более 10 лет (см. Рисунок 1). Она полезна для тестирования источников питания и усилителей мощности, а также драйверов светодиодов, реле и соленоидов. Кроме того, она лишена недостатков мощных реостатов, которые громоздки и имеют грубую точность настройки. Устройство также имеет преимущество перед большими и дорогими мощными декадными магазинами сопротивлений, неспособными обеспечить высокое разрешение.
 |
|
| Рисунок 1. | В этом регулируемом эквиваленте нагрузки маломощная схема управления позволяет с помощью прецизионного потенциометра R6 точно управлять токами нагрузки до 10 А. |
В отличие от обычных резистивных нагрузок, «искусственная нагрузка» поддерживает постоянный, но регулируемый ток нагрузки в диапазоне напряжений от 1.2 до 50 В. Как мощный MOSFET, так и измерительный резистор используются для рассеивания мощности нагрузки. Питание от аккумулятора обеспечивает изоляцию и устраняет проблемы с заземлением.
10-оборотный потенциометр R6 определяет точность и разрешение. Следовательно, он должен быть рассчитан на абсолютную точность не менее 3% и линейность не хуже 0.2%. (При желании R6 можно заменить трехразрядным декадным потенциометром, например, Bourns модели 3680). Движок потенциометра R6 обеспечивает опорное напряжение для операционного усилителя, диапазон синфазных входных напряжений которого включает потенциал земли. Благодаря обратной связи напряжение на движке воспроизводится на измерительном резисторе R9, задавая требуемый ток нагрузки через MOSFET.
Ток смещения операционного усилителя (максимум 3 нА) протекает через последовательное соединение резисторов RA, RB, RC и R10. Умножение этого тока на сумму сопротивлений четырех последовательных резисторов (100 Ом) дает ошибку в 300 нВ. По сравнению с напряжением, подаваемым на неинвертирующий вход операционного усилителя с потенциометра R6, это напряжение ошибки мало. Поэтому результирующая ошибка выходного тока незначительна.
Последовательно соединенные декадные наборы нагрузочных резисторов RA, RB и RC обеспечивают четыре диапазона выходного тока. Чтобы установить диапазон для нагрузки источника питания, подключите положительный провод источника питания к входу «+» схемы нагрузки, а отрицательный – к одной из четырех возвратных клемм.
Для калибровки подсоедините батарею и включите схему. Затем подключите положительную клемму источника питания 5 В/10 А (последовательно с амперметром, имеющим 4.5-разрядный дисплей или лучше) к входу «+» эквивалента нагрузки. Теперь подключите земляную клемму источника питания к возвратной клемме 10 А эквивалента нагрузки. Установив потенциометр R6 на полную шкалу, отрегулируйте подстроечный резистор R3 так, чтобы амперметр показывал точно 10.00 A. Для проверки линейности схемы выверните R6 ровно на пять оборотов и убедитесь, что амперметр показывает 5.00 А.
Откалибруйте остальные диапазоны, регулируя значения RA, RB и RC. Поскольку каждое из них определяется тремя параллельно соединенными резисторами, значение лучше всего регулировать, изменяя сопротивление наибольшего из трех параллельных резисторов. Например, чтобы отрегулировать RA, установите R6 в положение полной шкалы и подбирайте самое большое сопротивление из трех резисторов (100 Ом) до тех пор, пока амперметр не покажет 1.00 А. Затем подберите наибольшие из сопротивлений в RB для показаний 100 мА, а в RC – для показаний 10 мА.
Минимальный рабочий ток микросхемы источника опорного напряжения MAX6006 составляет 1 мкА, при этом общий ток потребления равен всего 18 мкА. Учитывая, что 9-вольтовая батарея имеет емкость 580 мА·ч, эта схема может работать непрерывно в течение нескольких лет. Благодаря максимальному потребляемому току 15 мкА и типовому напряжению смещения 25 мкВ усилитель MAX480 является отличным выбором для данного приложения.
Купить MAX480 на РадиоЛоцман.Цены
