Всем привет. Хочу представить Вашему вниманию обзор программируемой электронной нагрузки, купленной на АлиЭкспресс. Пару дней назад, уже был
обзор на подобный прибор, который вызвал большой интерес. Было задано много вопросов, и к сожалению не на все вопросы, были даны ответы… Постараюсь восполнить данные пробелы своим небольшим обзором. Всем, кому интересно, добро пожаловать под Кат.
Внимание!!! Очень много фотографий!!! Трафик!
Для желающих купить — открыл спор с продавцом, по поводу, что приехавшая ко мне нагрузка — фейк! Не покупайте у этого продавца. Вообще, будьте осторожны, очень много подделок!!!
Магазины продающие Фейк:
Магазин-
Multi Practical Tools Store, Магазин-
Splendid Life Store
Подтверждение покупки под спойлером:
Не буду затрагивать подробно про то, что было уже рассказано, потому настоятельно рекомендую прочитать вышеуказанный обзор. Автор обзора подробно расписал инструкцию по эксплуатации Электронной нагрузки. Впрочем, данная информация так же имеется на сайте продавца. Повторно укажу характеристики, что бы было от чего «плясать»…
Характеристики:
Напряжение: DC 12V ± 5%
Тип нагрузки: Постоянный ток
Нагрузочное напряжение: 0,5-60 В
Ток нагрузки: 0-10A
Максимальная мощность: 150 Вт
Точность считывания напряжения: ± (0,1% + 0,05% FS)
Точность считывания тока: ± (0,2% + 0,1% FS)
Точность считывания: + 1d
Шум: 25 дБА
Фотографии электронной нагрузки во всех проекциях… Фото много, потому спрячу под спойлер.
Как мы уже выяснили в качестве силового элемента использован мощный полевой транзистор
IRFP250N (кликабельно, ссылка ведет на даташит).
Заимствую фото с прошлого обзора:
Поскольку этот транзистор, это силовой элемент, на котором происходит рассеивание тестируемой мощности, начнем «пляску» с этого элемента. Что мы видим из Даташит:
Для начала поглядим некоторые предельные параметры транзистора
Как мы видим из таблицы
Максимальный ток при температуре 25С и напряжением Затвор-Исток 10 Вольт составляет 30А
Максимальный ток при температуре 100С и напряжением Затвор-Исток 10 Вольт составляет уже 21А
Это Абсолютные Максимальные значения, а значит что долговременно при работе в линейном режиме транзистор способен рассеивать, примерно, мощность в 1/4 от максимальной.
Что бы убедится в этом поглядим еще один параметр транзистора из даташит, по русски этот параметр называется ОБР (область безопасной работы):
В данной таблице мы можем увидеть, при каких напряжениях, какой ток через транзистор будет безопасным.
Так мы видим, что при 5 Вольт, транзистор способен выдержать импульс тока, длительностью 10ms — 15А
При 10 Вольт, импульс тока, длительностью 10ms, составляет уже 12А
При 20 Вольт — 10.5А
При 30 Вольт — 9А
При 50 Вольт — 4А!!!
Притом это не длительный непрерывный ток, а импульс длительностью 10 миллисекунд!!! Потому не надо думать, что транзистор способен выдерживать ток в 30А, как указано на первой страницы даташит. В прочем электронная начинка нагрузки достаточно умная и сама снижает ток, в зависимости от напряжения на входе, что подробно описано в инструкции.
Исходя из этих данных, я сильно сомневаюсь, что нагрузка способна долговременно рассеивать мощность 150W. Впрочем, это покажет дальнейшее тестирование, по описанию с сайта, есть, как мне кажется, «хитрый» пункт, что при температуре в 87С процессор начнет снижать ток, а при 91С сработает «тепловой» предохранитель и отключит нагрузку… Единственный путь рассеить мощьность это преобразование в тепловую энергию, потому для тестирования необходимо использовать внешний амперметр, который позволит определить снижает ли процессор ток на транзисторе при критических температурах.
Для тестирования будет использован Импульсный регулируемый блок питания и панельный амперметр на 5А (5 разрядов, довольно точный)… Но сначала присоединяем провода (4-х проводная система, как и рекомендовалось, тонкие провода к вольтметру, толстые, силовые к самой нагрузке)
Выставляем напряжение на ИИП 14.3В (произвольно)… И подключаем нагрузку, и выставляем заданный ток 1А
Смотрим на фотографии:
Видим, что нагрузка занижает немного напряжение и немного завышает ток от реального, однако выставленный ток не соответствует току через нагрузку…
Делаем серию измерений 2А, 3А, 4А и 5А… Результаты смотрим под спойлером:
Первичные выводы: пока полный кошмар)))) При заданных 5А врет уже на целый ампер и напряжение занижает более чем на 3 вольта…
Ну и еще одно измерение. Задаем ток 6А… Глядим фото:
Понятно, что с точностью измерения у Электронной нагрузки
ОГРОМНЫЕ проблемы… Но есть возможность попытаться откалибровать прибор. Вот методика найденная в интернете…
Для калибровки внутреннего ЦАП, нужно войти в сервисный режим: Зажимаем кнопки "+" и "-" и подаём питание, затем нажимаем кнопку START, видим поле ввода пароля, одновременно нажимаем кнопку «SET» и "-", ко входу устройства должен быть подключён источник стабилизированного тока 5А и напряжением 10В, далее жмём Next, устройство откалибруется и перейдёт в основной режим работы.
И еще немного о калибровке:
Есть режим автоматической и ручной калибровки. Для автоматической, зажимаем кнопку «SET» и подаём питание, на клеммах измерения напряжения, должен быть подключён источник опорного напряжения, 5 или выше вольт. Для включения ручной калибровки, при включённом устройстве, зажимаем кнопку «SET» и держим 3 сек. (источник опорного напряжения должен быть подключен). Кнопками "+" и "-" задаём напряжение источника. Для того что бы переключить режим отображения измеряемых величин на дисплее: при включённом устройстве, зажимаем кнопку «SET» и кнопками "+" и "-", выбираем нужную величину или режим AUTO. Посмотреть версию прошивки: Зажимаем одновременно кнопки "+" и "-" и подаём питание.
Попробовал все предложенные комбинации. Не получается войти в сервисный режим. В общем или у меня лыжи не едут, или одно из двух. После одной из попыток вызвать меню, начал «глючить» вольтметр на электронной нагрузке, видать АЦП неисправное. Теперь вместо напряжения показывает какие то цифры см фото
Число 0,41 теперь не меняется, независимо от напряжения на входе.
Прошу помощи «зала»))) Советы пишите в комментариях. Видать буду открывать диспут на возврат денег, благо ещё не подтвердил получение товара.
Вот такой он цветочек аленький, китайская электронная нагрузка.
Ещё фото потрохов…
Что-то мало кому обзор понравился… Наверное потому что кошки нет)))))
Вчера, они были по пять и большие, а сегодня по три и маленькие))) ©
И тогда, с новыми силами...;)
имхо.
(лучше своё время сэкономить, чем ремонтом заниматься с непредсказуемым результатом)
Здесь уже не требуется предположений, зона DC указана явно.
из таблички Absolute Maximum Ratings, берем 2 последние строчки — Power dissipation + Linear derating factor.
как видим, 214ватт это максимум для температуры корпуса 25гр.С. и с увеличением температуры на каждый градус, эта максимальная мощность уменьшается на 1.4вт (нижняя строчка).
таким образом, если фланец транзистора, к примеру, 85гр.С, то получаем: 214-((85-25)*1,4))=130вт. это в идеале и для оригинального транзистора. в реале и для кетая, цифру нужно уменьшить на 20-30%.
Предположим, что у радиатора на этой нагрузке очень хорошее термосопротивление в 1 градус на ватт (Rsa, оценка грубая, на глаз).
Максимальной температурой кристалла будем считать 175 градусов (Tmax, взят из datasheet-а на транзистор). Температура окружающей среды 25 градусов (Tamb).
Суммарное термосопротивление связки транзистор + радиатор получается Rjc + Rcs + Rsa = 0.7 + 0.24 + 1 = 1.94 градуса на ватт (Rjc и Rcs взяты из datasheet-а на транзистор).
Итого, максимальная рассеиваемая мощность: (Tmax — Tamb) / (Rjc + Rcs + Rsa) = 150 / 1.94 = 77 Вт.
В случае с идеальным радиатором (Rsa = 0) получается: (Tmax — Tamb) / (Rjc + Rcs) = 150 / 0.94 = 160 Вт.
В случае с идеальным радиатором и идеальным контактом между корпусом транзистора и радиатором (Rcs = 0, Rsa = 0): (Tmax — Tamb) / Rjc = 150 / 0.7 = 214 Вт.
Нужно понимать, что ничего хорошего с транзистором при работе на температуре 175 градусов не будет. Т.е. это всё абсолютные максимальные оценки мощности сверху.
И не забываем, что в жаркий летний день температура воздуха может быть больше 25 градусов.
При выводе числа выполняется операция перевода числа в ASCII последовательным делением на 10. Девелопер посчитал, что в старшем разряде переполнения не бывает и выводит без проверки. В действительности (наверно) на экран должно-бы выдаваться строка «110.41».
Короче, в инженерное меню вы все-таки попали, но при калибровке не подключили источник. В результате получился сумашедший поправочный коэффициент и чушня на экране. Сделайте калибровку напряжения еще раз.
MOSFET спроектированы для режима переключения и в линейном режиме работать не обязаны. На некоторые модели даже не указывается режим работы DC. Например, сморите картинку SOA в статье — режима DC вообще нет. Вы не имеете право включать транзистор в таком режиме. ;)
по вашему в ключевом?)))
Либо там не современные модели ключевых полевиков, либо они недогружены, либо разработчик не совсем прав.
Кроме того, они там работают в динамическом режиме, а здесь статика. Я когда конструировал свой вариант нагрузки, то закладывал 50 Ватт на корпус ТО247.
Кстати, если любопытно, можете почитать ветку на форуме по этому поводу.
я еще думал одно время использовать биполярные 2N3055, они очень хорошо работают в линейном режиме. но конструкция усложняется. сейчас себе тоже нагрузку разрабытываю, но для поддержки работы с однополупериодным источником до 50Khz. там все несколько сложнее
про столь низкий TDP у полевика в линейном режиме буду знать, не задумывался об этом, видать проводил параллели с биполярами.
кстати щас посмотрел какой транзистор стоИт у меня в нагрузке TEC 12P, оказался 47N60C3.
получается помощней того, что в обзоре
судя по графику можно снимать 80-90ватт. хороший транзистор
Для IRFP250 постоянная мощность при идеальном охлаждении 180 Вт. Имульсная мощность — 26 кВт.
Измеряется при температуре корпуса +25℃, НИКАКИХ других особых условий (скорость ветра, погода на Марсе, напряжение, ток, частота) больше нет.
:)
Нарыл доку на тему, может кому пригодится:
www.infineon.com/dgdl/Infineon-ApplicationNote_Linear_Mode_Operation_Safe_Operation_Diagram_MOSFETs-AN-v01_00-EN.pdf
Просто кому-то надо выучить закон ома для участка цепи. Ну и мощность еще. И все станет ясно на свои места.
Мне кажется, самое оптимальное решение создание электронных нагрузок большой мощности — это использование модифицированной DC-DC повышайки/понижайки которая должна подключаться к нагревательному элементу (тэну), способному рассеять большую мощность, даже без вентилятора. На али есть похожие DC-DC повышайки с цифровым управлением почти на любую мощность 900W ~$25. Главная идея модификации такого DC-DC должна быть в смене режима стабилизации. Вместо стабилизации выходного напряжения нужно стабилизировать потребляемый ток.
Два канала, дальше просто увеличиваем количество каналов до необходимой мощности.
По хорошему конечно надо добавить, моя оплошность, но в реальности работает нормально и в таком виде.
Возможно сыграло роль что там 8 каналов параллельно.
Но когда буду в следующий раз делать профилактику, то добавлю, хуже не будет.
А потом — случайное смещение выходной точки, странный уровень шума, непонятная чувствительность к помехам &etc. Ровно до тех пор, пока не удавишь жабу и не ткнешь осциллографом в недра схемы. А дальше всё обыденно — всё о себе, любимом. Затем конденсаторы 22пф на (см выше) выводы, прямо на chip. Теперь это жесткое правило. Безвариантно.
Кстати, в вашей схеме дикое петлевое усиление. Как оно не возбудилось — загадка. Впрочем, еще будет импульсная нагрузка и большие токи.
Кстати в первом варианте нагрузки, которую я публиковал здесь, конденсатор поставил.
forum.cxem.net/applications/core/interface/file/attachment.php?id=320178
www.astelectronica.nl/AstCatalog/Info/10216G.pdf
В качестве АЦП использованы MCP3421: 18 бит АЦП но я думаю проблемма до них…
Китаец обещал сервис-мануал выслать. Когда диспут открываешь, они сразу становятся более разговорчивыми.
U4 отвечает за ток (возможно напряжение с шунта снимается напрямую без усиления)
U3 для вольтметра (похоже что R8/R9 делитель напряжения)
типа такого
Плата без наклеек. В сервисный режим не входит, приветственной надписи при включении (как было в этом обзоре) нет.
Вольтметр немного завышает, а амперметр… Установленный ток, ток амперметра нагрузки и реальный потребляемый ток это 3 большие разницы.
Нагрузка начинает работать при настройке тока не менее 1,5А.
Ну и вишенка на торт — при отключении нагрузки она просто закорачивает свой вход, БП уходит в защиту
Я так понимаю фейкометчики прошивку из оригинала добывали методом визуального считывания кода с кристалла. Готовлю пламенный привет продавцу этого Г.
Эх стоял бы там STM или atmega можно было бы альтернативную прошивку намутить)))
Продавец начал морозится — пишет что не может посмотреть видео на youtube (ну это понятно, хотя некоторые продавцы как-то обходят Большой китайский проксисервер), а с Mediafire очень плохо скачивается. Попросил выслать видео на email и он решит мою проблему…
На счет отзыва не знаю… писать про фейк или нет. Продацец сказал, что снимает лот с продажи, типа он был не в курсе (возможно это и правда, обычно торгуют чем попало без разбору, вообще не понимая в электронике)
Вернет деньги Ваш продавец, никуда не денеться… Плохо, что хотелось нормальную E-Load, а не деньги обратно получить… Я так продавцу и писал, вышли оригинал, а не фейк… Но продавец выбрал деньги вернуть…
А в комментариях отписываются новые владельцы фейков.
Стал обладателем сего поддельного чуда, заподозрил неладное когда увидел погрешность измерений и попытался зайти в калибровку, ее тупо нет!) Деньги вернул в полном объеме.
Попытался откалибровать в «ручном» режиме (многооборотные потенциометры в помощь) напряжение и ток удалось поправить, но установка кривая (будто ШИМ 6 битный), в общем пустил это барахло на распай, буду делать свою нагрузку с блэкджеком и…
Вчера пришла мне эта нагрузка. Очень доволен, ибо не фейк. Калибровка требовалась, ибо завышала показания по напряжению порядка 1,5 вольт.
Как я заказывал и покупал этот лот.
Просмотрев этот обзор:
Связался с автором и узнал продавца. Связался с продавцом и спросил ещё раз, оригинал или нет, имеется возможность калибровки или нет. Продавец молчал и после второго запроса на оригинальность девайса. Подумав ещё раз, решил покупать. Отгрузка была очень долго, около 6 дней (возможно либо искал оригинал, или проверял). 3 недели и она у меня.
Сразу проверил внешние признаки оригинальности — жёлтый кондёр и полностью надпись под экранчиком. При включение есть приветствие. Но после входа в ручную калибровку, вопрос оригинальности отпал.
Очень доволен нагрузкой.