Эквиваленты нагрузки для тестирования источников питания. Электрическая нагрузка блока питания

Проверка работы под нагрузкой, моего первого блока питания проходила тяжелее, чем его сборка. Советы и наставления по этому вопросу имеющиеся в инете, для истинного «чайника» оказались недостаточно подробными и простыми. Предлагаю мой вариант действий для начинающего радиолюбителя. Итак, прецедент – «чайник» в роли наставника! На данном этапе радиолюбительского творчества собран второй по счёту регулируемый блок питания с выходным напряжением 0,1 – 28,5 вольт и с обещанным, в инструкции по сборке, максимальным выходным током 1 ампер. Необходимо проверить максимальную величину выходного тока. Так как в БП был установлен трансформатор (со специально перемотанной вторичной обмоткой) который на выходе легко отдавал 2 ампера, есть уверенность, что фактически на выходе БП будет гарантированно больше 1А, как минимум где-то 1,25А.

С самого начала определился, что буду проверять работу БП под нагрузкой при выходных напряжениях 14 и 28 вольт (ну вот так захотелось). Замерил при помощи мультиметра токопотребление нагрузочных лампочек, оно оказалось от 120 mA при 14 вольтах, до 190 mA при 28 вольтах. Наблюдая визуально при замерах степень накала вольфрамовой нити, стало очевидно, что проверяя БП при напряжении 28 вольт в нагрузочную параллель надо ставить не одну, а две последовательно соединённые лампочки. Итак, блок питания включён и к его выходным клеммам подключен базовый модуль (розетка РП14-30) электрической нагрузки, пока ещё без самой нагрузки.

Сборка этого элементарного устройства описана в статье « ». Первая часть проверки будет при Uвых = 14V, в нагрузочную параллель ставим по одной лампочке вот так:



Для точности эксперимента решаю не ограничиваться показаниями амперметра БП и последовательно нагрузке подключить мультиметр на пределе 10А постоянного тока. Выставляю выходное напряжение 14 вольт и вставляю в розетку лампочки до тех пор, пока выходное напряжение блока питания «не просело» (стрелка вольтметра БП начала движение влево по шкале от деления обозначающего 14 вольт).


Итак, согласно непредвзятых показаний мультиметра имеется выходной ток в 900mA. Однако совсем немного. Вторая часть проверки будет при Uвых = 28V, в нагрузочную параллель ставим по две последовательно соединённые лампочки (вот тут-то и пригодился средний, незапаянный ряд контактов на розетке).


Выставляю выходное напряжение 28 вольт и также вставляю в розетку пары лампочек до момента «просадки» выходного напряжения. Этот момент наступил, когда сила тока, потребляемого нагрузкой, достигла значения в 1А.

Да, мои честолюбивые ожидания не сбылись. Подпрыгнуть «выше крыши» не получилось. Однако при этом остаюсь доволен проведённой проверкой работы БП при помощи использованной электрической нагрузки. Всё просто – подсоединил к выходу блока питания розетку, вставляй лампочки и смотри на вольтметр, как напряжение «надумало» падать посмотри на амперметр. Дополнительно, сам собой отпал вопрос - «нужно ли делать ещё один блок питания?». С пожеланием успеха, Babay . Россия, Барнаул .

Обсудить статью ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА БЛОКА ПИТАНИЯ

Задался целью изготовить нормальную нагрузку для проверки различных источников. Надоело каждый раз подбирать то лампочки, то спирали. А это такие вещи, которые за сиюминутной ненужностью могут быть даже выброшены, ну а просто теряются стабильно. Итак, дабы не изобретать велосипед, делаю небольшой экскурс в мировую паутину.

1. Первое на что наткнулся. Дэйв Джонс в своём видео блоге о простом электронном эквиваленте нагрузки для тестирования источников питания, аккумуляторов и т.д. Использован 10-оборотный проволочный резистор, который даёт достаточно чувствительное управление.


2. В ветке его обсуждения встретил оригинальную идею охлаждения пассивного нагрузочного сопротивления в простой жестяной банке с трансформаторным маслом.


Этот эквивалент нагрузки использует ряд неиндуктивных параллельно включенных резисторов общим сопротивлением 50 Ом, и работает в широком диапазоне частот. Он погружен в масло, чтобы несколько увеличить время операции настройки или ремонтных процедур. Преимущества: дешево, обеспечивает стабильность 50 Ом активной нагрузки на 30 МГц и выше, легкая замена активной нагрузки на другую. .

3. А вот довольно старый 2002 года проект активной нагрузки для блоков питания: Четыре канала по 200W на транзисторах Дарлингтона.

Вся конструкция состоит из четырёх идентичных блоков по 200 Ватт. Каждый блок ограничивается 20A тока. Если нагрузка 5В, то можно получить 20A. тока, но только 100 Вт будет рассеиваться. Если напряжение 10В, то 20A. и 200Watts будет рассеиваться. На 15В. примерно 13A. могут быть обработаны и так далее.


Каждый блок является автономным, они могут быть использованы последовательно или параллельно, чтобы обеспечить больший ток нагрузки.

В общем переаодчик из меня хреновый, кому интересно, вот . От себя добавлю, полностью схему повторять не буду. Но управление сделано интересно. Опорное напряжение, защита с термовыключателем и даже кнопка ZERO для снятия сработавшей защиты в испытуемом без отключения нагрузки.

4. Проект электронной динамической нагрузки

Электронный перевод. Этот электронный реостат (переменный резистор) обеспечивает декаду постоянных сопротивлений, и очень полезно для стендовых испытаний источников питания и регуляторов. Резистор R SENSE состоит из нескольких резисторов в серии, и предоставляет возможность выбора диапазонов. Компоненты R3, R4, С1 добавляют стабильность в цепи обратной связи.

Из этой конструкции мне понравилось использование батареек для питания управления. Нет лишнего сетевого шнура, а то и розетки нет свободной. Вот только отсек для батареек сделать поудобнее, для оперативности. Попользовался - вытащил.

8. С батарейным питанием, двунаправленная активная нагрузка и может работать как источник тока.


10. Основная концепция эквивалент нагрузки заимствована у Дэвида Джонса, но использовано четыре операционных усилителя в LM324. Один из двух запасных усилителей использован для защиты от тепловой перегрузки, а другой, чтобы активировать вентилятор.

Данный тестер предназначен для проверки работоспособности, и замера параметров компьютерных блоковпитания, и представляет собой резистивную нагрузку, с индикацией наличия напряжений, и выводами, для подключения измерительных приборов. Нагрузка, для каждого напряжения составляет примерно 10% от максимальной (брались показатели для недорогих блоков, обычно используемых в "массовых" компьютерах). Кроме того предусмотрена возможность подключения дополнительной нагрузки по цепи +12В, с частотой около90 Гц, имитирующей работу HDD, и других динамических узлов компьютера. Узел можно включать постоянно(J2), кратковременно (SA3), или отключать совсем (J1). Включение/выключение блоков формата ATXосуществляется соответственно кнопками (SA1, SA2). Для удержания БП во включённом состояниииспользуется сигнал Power Good. Типичное построение каскада формирования сигнала PG, таково, что свечениесоответствующего светодиода тестера (VD7) будет еле заметным. Яркое свечение данного светодиода будетсвидетельствовать, либо о нестандартном построении каскада, либо о его неисправности. Также на платепредусмотрено место для подключения вентилятора охлаждения, с напряжением 12В (в авторском варианте не установлен).





Версия для печати (1594x1181)
Оригинал (в формате Abacom, Sprint-LayOut 4.0)

Для удобства подсоединения измерительных приборов, на плате предусмотрены штыри (для подключения"крокодилов") и полые заклёпки (для щупов). Транзистор VT1 крепится на теплоотводе, представляющим металлическую пластину 30x30 mm.








Внимание! При разводке печатной платы, использована конструктивная особенность кнопки SA1 (наличие"сквозных выводов"). Это надо учитывать, при замене другим конструктивом.
Перечень элементов:
Pos Vol Pwr Description
R2 2 10W +3,3
R3 3 10W +5
R5 100 0,5W -5
R6 3 10W +5
R8 120 2W -12
R10 18 2W +5 Standby
R11 27 2W HDD
R12 10 25W +12
R14 27 2W HDD
R16 27 2W HDD
R17 27 2W HDD
R18 1k 0,125W Q2
R19 1k 0,125W Q1 PowerON
R20 1mOm 0,125W DD1
R22 100k 0,125W DD1-Q2
C1 6800pF - DD1
Q1 кт829а - -
Q2 кт315б - -
DD1 к561ле5 - -

Номиналы токоограничивающих резисторов для светодиодов не приводятся, так как в авторском варианте, с целью получения различных оттенков свечения, светодиоды брались из старых плат, в основном, неизвестного номинала. Поэтому резисторы подбирались для каждого экземпляра отдельно.

* - Статья опубликована в журнале "Радио" 2007-10-29
Нумерация элементов отличается

Дополнения

ПрислалКонстантин Гильзенберг :
"Я внёс некоторые незначительные изменения в схему - исключил J1 за не надобностью и повысил сопротивление резистора R19 до 2,7К. Повышение сопротивления R19 увеличило надёжность загорания и яркость VD7 при большом сопротивлении подтягивающего резистора БП по линии PG. До этого светодиод загорался не всегда.
Цвет светодиодов подобрал по принципу -/+5В и PG красные -/+ 12В жёлтые, 3.3В - оранжевый, дежурка -зелёный. Конечно же это всё дело вкуса, так же как и расположение кнопок и светодиодов. Мне например больше нравится когда всё в куче и выстроено в линию.
От штырьков я сразу отказался так как они увеличивают вероятность КЗ, а это к сожалению не все БП выдерживают.
Моё субъективное впечатление от прибора самое положительное. Он позволяет сэкономить уйму времени и очень удобен в работе.
К сожалению у прибора есть недостатки и главные из них это низкая мощность нагрузки - около 40 Ватт и отсутствие её регулировки. Думаю в этом направлении и следует развивать прибор. Хотя с другой стороны прибор является тестером работает/не работает а не испытателем нагрузочной способности." Посмотреть (скачать)
2593x1734

Проверять неисправный Блок питания компьютера, подключая его к исправному системному блоку чревато выходом материнской платы и другого оборудования из строя. Ведь неизвестно, какие напряжения выдает Блок питания, и если они завышены то последствия могут быть серьезные, вплоть до выхода из стоя материнской платы. Поэтому проверять и ремонтировать Блок питания безопаснее и удобнее, подключая его к Блоку нагрузок. Блок нагрузок не сложно сделать самостоятельно и это целесообразно, если приходится периодически сталкиваться c необходимостью проверки блоков питания компьютеров.

Электрическая принципиальная схема Блока нагрузок

Приведенная схема Блока нагрузок и индикации наличия напряжений, не смотря на свою простоту, позволяет даже без измерительных приборов, с помощью этого простейшего испытательного стенда моментально оценить работоспособность любого Блока питания компьютера, даже не извлекая его из системного блока.

Для полноценной проверки Блока питания компьютера, достаточно нагрузить его на 10% от максимальной мощности. Исходя из этих требований и выбраны номиналы нагрузочных резисторов стенда R1-R5 по шинам +3,3 В, +5 В и +12 В соответственно. Резисторы R6-R12 служат для ограничения тока через светодиоды для индикации наличия напряжений VD1-VD7. Выключатель S1 эмитирует ключевой транзистор на материнской плате включения блока питания, как будто нажимается кнопка на системном блоке «Пуск». Переключатель служит для коммутации шин питающих напряжений к розетке, предназначенной для подключения измерительных приборов – вольтметра и осциллографа.

Конструкция Блока нагрузок и индикации напряжений

Все детали Блока нагрузок для Блока питания собраны в корпусе блока питания от компьютера, отслуживший свой срок.



На одной из сторон установлены светодиоды, выключатель S1, розетка для подключения измерительных приборов и переключатель для коммутации.



На противоположной стороне стенда, на месте, где подключался шнур питания, закреплена печатная плата с двумя разными разъемами для возможности подключения любых моделей блоков питания. Плата вместе с разъемами выпилена из неисправной материнской платы. Снизу прикручены четыре ножки, которые улучшают отвод тепла и не дают винтам царапать поверхность стола.



Монтаж элементов стенда выполнен навесным способом. Резистор R5 мощностью 50 Вт закреплен на уголке, который привинчен к дну корпуса. Остальные мощные резисторы привинчены к алюминиевой пластине. Пластина закреплена к дну винтами на стойках. Светодиоды вклеены в отверстия корпуса клеем Момент, на их ножки напаяны токоограничительные резисторы. Так как при подключении источника питания, на нагрузочных резисторах выделяется много тепла, то в корпусе стенда оставлен родной кулер, который заодно выполняет функцию нагрузки по цепи -12 В. Резисторы R1-R5 применены переменные проволочные типа ППБ.



Проволочные переменные резисторы ППБ можно с успехом заменить постоянными типа ПЭВ, С5-35, С5-37, подключив их, как показано на схеме, подойдут и автомобильные лампочки, подобранные по мощности. Можно резисторы намотать и самостоятельно из нихромовой проволоки . Светодиоды можно применить любого типа. Для индикации напряжений положительной и отрицательной полярности лучше применить светодиоды разного цвета свечения. Для положительной полярности – красного, а для отрицательной – зеленого цвета.

Проверка работоспособности Блока питания компьютера

Проверку Блока питания компьютера проводить просто, достаточно подключить разъем блока к разъему Блока нагрузок и подать штатным шнуром на блок питания 220 В.



Когда выключатель S1 находится в разомкнутом положении, то должен светиться только один светодиод +5 B_SB. Это говорит о том, что схема формирования дежурного напряжения +5 В SB в Блоке питания работает и источник готов к запуску. После включения S1 сразу же должен заработать кулер и засветиться все светодиоды, кроме светодиода VD5, Power Good. Он должен засветиться с задержкой 0,1-0,5 секунд. Это время задержки подачи питающих напряжений на материнскую плату на время переходных процессов в Блоке питания при запуске. Отсутствие задержки может вывести материнскую плату из строя из-за подачи на нее ненормированных напряжений. Если происходит так, как я описал, то Блок питания исправен. При размыкании S1 все светодиоды должны погаснуть, кроме, VD4 (+5 B SB). Напряжение -5 В в последних моделях Блоков питания компьютеров отсутствует и светодиод может не светиться.

Для более детальной проверки Блок питания компьютера, необходимо подсоединить к разъему на лицевой стороне стенда вольтметр постоянного тока и осциллограф. Устанавливая переключатель на стенде в нужные положения, проверяются все напряжения, а с помощью осциллографа измеряется размах пульсаций. Как видите, практически за минуту с помощью сделанного своими руками нагрузочного стенда, можно проверить любой Блок питания компьютера даже без приборов, не подвергая риску материнскую плату.

Отклонение питающих напряжений от номинальных значений и размах пульсаций не должны превышать значений, приведенных в таблице.

Таблица выходных напряжений и размаха пульсаций БП АТХ
Выходное напряжение, В +3,3 +5,0 +12,0 -12,0 +5,0 SB +5,0 PG GND
Цвет провода оранжевый красный желтый синий фиолетовый серый черный
Допустимое отклонение, % ±5 ±5 ±5 ±10 ±5
Допустимое минимальное напряжение +3,14 +4,75 +11,40 -10,80 +4,75 +3,00
Допустимое максимальное напряжение +3,46 +5,25 +12,60 -13,20 +5,25 +6,00
Размах пульсации не более, мВ 50 50 120 120 120 120

Напряжение +5 В SB (Stand-by) – вырабатывает встроенный в БП самостоятельный маломощный источник питания выполненный на одном полевом транзисторе и трансформаторе. Это напряжение обеспечивает работу компьютера в дежурном режиме и служит только для запуска БП. Когда компьютер работает, то наличие или отсутствие напряжения +5 В SB роли не играет. Благодаря +5 В SB компьютер можно запустить нажатием кнопки «Пуск» на системном блоке или дистанционно, например, с Блока бесперебойного питания в случае продолжительного отсутствия питающего напряжения 220 В.

Напряжение +5 В PG (Power Good) – появляется на сером проводе БП через 0,1-0,5 секунд в случае его исправности после самотестирования и служит разрешающим сигналом для работы материнской платы.

При измерении напряжений «минусовой» конец щупа подсоединяется к черному проводу (общему), а «плюсовой» – к контактам в разъеме. Можно проводить измерения выходных напряжений непосредственно в работающем компьютере.