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【DIY大賽】DIY90瓦直流電子負載設計調試經驗分享

      以前公司里面經常要測試5V/2A,12V/2A適配器,開始用大功率水泥電阻測試功率,后來增加了24V/2A的一種電源,要買幾種不同的大功率可調的陶瓷大電阻,每一種電壓要一個電阻,每次放電放電要占用1-2個萬用表。所以就想做一個能夠測試這種適配器的電子負載。

      大概在8月份開始到網上搜集電子負載參考資料,電路構思,器件選型,這個大概花了2個多星期。再自己整合原理圖,設計個使用的PCB板,再打板回來,這個時間不長,大概半個月時間。但是實驗調試這個過程花了比較久的時間,陸陸續續花了一個多月時間,現在連續老化測試一個星期,性能很穩定,最大功率110W,額定功率90W,支持0-100V電壓輸入,電流0-10A可調。

   

      現在調試完成了,總結下經驗,自己把一些調試經驗在這里分享給大家。

      版主看到帖子邀請我改標題,參加DIY大賽,那就改個標題,希望大家能夠多多支持。

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soros
LV.3
2
2018-10-26 12:59

把原理圖上傳。

簡易型電子負載原理圖很簡單,網上分享的圖紙基本都一樣,在原理圖設計的時候要考慮是不是要安裝風扇

安裝什么樣規格的風扇,電流取樣電阻用什么元件,多大值,用什么封裝。表頭用什么樣的,什么規格的。

元件選型,讓我弄了不少時間。在設計上增加了一個負載開關,可以不用斷電源通過負載開關來斷開負載。

這個小增加,測試的時候就十分方便了。

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soros
LV.3
3
2018-10-26 13:07
@soros
把原理圖上傳。簡易型電子負載原理圖很簡單,網上分享的圖紙基本都一樣,在原理圖設計的時候要考慮是不是要安裝風扇安裝什么樣規格的風扇,電流取樣電阻用什么元件,多大值,用什么封裝。表頭用什么樣的,什么規格的。元件選型,讓我弄了不少時間。在設計上增加了一個負載開關,可以不用斷電源通過負載開關來斷開負載。這個小增加,測試的時候就十分方便了。[圖片][圖片]

選擇風扇的時候,糾結得很,網上和華強北柜臺都做了一些了解。

有很多種規格,有很多種品牌,

價格也是相差還特別大。

40*40的有好幾個厚度的

60*60的有好幾個厚度的

80*80的有好幾個厚度的

120*120的也有好幾個厚度的

同一個尺寸有不同電壓的,風力不一樣。

有滾珠的和液壓的,這個壽命不一樣。

風扇來來回回改了好幾次,最終用的是80*80*25(MM)這個尺寸規格的,12直流供電,滾珠式風扇,壽命可以5萬小時。

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2018-10-26 13:25
@soros
選擇風扇的時候,糾結得很,網上和華強北柜臺都做了一些了解。有很多種規格,有很多種品牌,價格也是相差還特別大。40*40的有好幾個厚度的60*60的有好幾個厚度的80*80的有好幾個厚度的120*120的也有好幾個厚度的同一個尺寸有不同電壓的,風力不一樣。有滾珠的和液壓的,這個壽命不一樣。風扇來來回回改了好幾次,最終用的是80*80*25(MM)這個尺寸規格的,12直流供電,滾珠式風扇,壽命可以5萬小時。
這個確實很不賴 自己可以做個小的老化架,工程使用特別方便之前也想做一個但是后來也沒做,當時做的是那種忒別簡單的 ,用三極管串電阻做的,發熱比較嚴重。
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soros
LV.3
5
2018-10-26 13:32
@朝陽之星
這個確實很不賴自己可以做個小的老化架,工程使用特別方便[圖片]之前也想做一個但是后來也沒做,當時做的是那種忒別簡單的,用三極管串電阻做的,發熱比較嚴重。

是的,電子負載三個核心問題

1.處理散熱問題;

2.電流走線問題;

3.多個MOS管均流問題;

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soros
LV.3
6
2018-10-26 13:46

繼續上傳PCB的走線圖片

PCB尺寸設計是160MM*85MM,厚度原本打算用2.0MM厚度的,到板廠打樣2.0MM厚度價格貴很多,改成用1.6mm厚度

這個是PCB頂層的走線

PCB底層走線圖。

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soros
LV.3
7
2018-10-26 13:52
@soros
繼續上傳PCB的走線圖片PCB尺寸設計是160MM*85MM,厚度原本打算用2.0MM厚度的,到板廠打樣2.0MM厚度價格貴很多,改成用1.6mm厚度[圖片]這個是PCB頂層的走線[圖片]PCB底層走線圖。[圖片]

設計PCB的時候,有幾個地方要注意:

1.元器件選型要先確定,不然設計回來再買東西有可能沒那種元件。封裝對不上,結構尺寸不對。

   風扇我買了幾次,都是先把風扇買回來,功率管雖然有規格書,但是我也是先買回來,后做封裝

   元器件都是先找到規格書,按照規格書上的封裝圖做設計。

2.要考慮散熱處理,像MOS管大功率發熱器件,和其他低功耗器件要距離遠些

  散熱片怎么放,風扇怎么放,在設計PCB的時候就要把這些考慮進去再開搞。

3.輸入大電流的主線要走粗,我選擇的表頭是99V/10A的表頭,要走10A電流,主電流銅皮要至少5MM以上寬度,留足余量。。

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soros
LV.3
8
2018-10-26 14:01

上傳PCB樣品回來組裝圖片

貼片元件全部設計在PCB底部

散熱器用銅柱隔離,不能讓散熱器直接把熱導到PCB板上,那樣會太燙手。

螺絲固定散熱片和功率管,功率管和散熱片上點上散熱膠水,讓MOS管和散熱器更接觸更好。

風扇和表頭裝配就這樣

裝好風扇的樣子

正面圖,電壓電流雙顯表頭,輸入接口支持多種,右邊供電采用USB接口。兩個調電流的電位器,一個粗調,一個微調。還有個負載開關。

為了防止溫度偏高熱手,和超過60V電壓測試安全,我在上面增加了一個亞克力板在上面。加這個亞克力板特別好。

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2018-10-26 14:20
@soros
上傳PCB樣品回來組裝圖片貼片元件全部設計在PCB底部[圖片]散熱器用銅柱隔離,不能讓散熱器直接把熱導到PCB板上,那樣會太燙手。[圖片]螺絲固定散熱片和功率管,功率管和散熱片上點上散熱膠水,讓MOS管和散熱器更接觸更好。[圖片]風扇和表頭裝配就這樣[圖片]裝好風扇的樣子[圖片]正面圖,電壓電流雙顯表頭,輸入接口支持多種,右邊供電采用USB接口。兩個調電流的電位器,一個粗調,一個微調。還有個負載開關。[圖片]為了防止溫度偏高熱手,和超過60V電壓測試安全,我在上面增加了一個亞克力板在上面。加這個亞克力板特別好。[圖片]
很不賴,自己用特別方便
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soros
LV.3
10
2018-10-26 14:37

再展示下測試的效果照片

實測5V10A效果,5V只能測試50瓦,9V以內可以測試10A電流

12V測試7.5A電流,24V可以測試3.75A電流,100-110瓦也可以測試,溫度會上到100℃,90瓦溫度在65℃以內

空調房90瓦溫度可以在60℃以內。

跟我的FLUKE 17B對比電壓準確率,效果自己比較滿意

跟FLUKE 17B對比電流實測,也讓自己滿意。這種簡易的電子負載,主要側重適用,成本也不貴

基本上市面上的反激式電源適配器都能適用了。

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soros
LV.3
11
2018-10-26 14:39
@soros
再展示下測試的效果照片實測5V10A效果,5V只能測試50瓦,9V以內可以測試10A電流[圖片]12V測試7.5A電流,24V可以測試3.75A電流,100-110瓦也可以測試,溫度會上到100℃,90瓦溫度在65℃以內空調房90瓦溫度可以在60℃以內。[圖片]跟我的FLUKE17B對比電壓準確率,效果自己比較滿意[圖片]跟FLUKE17B對比電流實測,也讓自己滿意。這種簡易的電子負載,主要側重適用,成本也不貴基本上市面上的反激式電源適配器都能適用了。[圖片]
大家可以討論了。
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soros
LV.3
12
2018-10-26 14:39
@朝陽之星
很不賴,自己用特別方便[圖片]
感覺還可以,使用是很方便了,可以不要買一堆可調水泥電阻了。
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2018-10-29 12:13
@soros
再展示下測試的效果照片實測5V10A效果,5V只能測試50瓦,9V以內可以測試10A電流[圖片]12V測試7.5A電流,24V可以測試3.75A電流,100-110瓦也可以測試,溫度會上到100℃,90瓦溫度在65℃以內空調房90瓦溫度可以在60℃以內。[圖片]跟我的FLUKE17B對比電壓準確率,效果自己比較滿意[圖片]跟FLUKE17B對比電流實測,也讓自己滿意。這種簡易的電子負載,主要側重適用,成本也不貴基本上市面上的反激式電源適配器都能適用了。[圖片]
做的很漂亮。有個問題不解,為什么不直接用12v電源供電呢?
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soros
LV.3
14
2018-10-29 14:53
@ymyangyong
[圖片]做的很漂亮。有個問題不解,為什么不直接用12v電源供電呢?
因為我這個東西是經常放在自己的辦公桌上,就想用USB供電,或者手機充電器供電,12V供電要一個專門的適配器。但是5V供電就方便多了,充電器和充電寶都可以共用的。
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2018-10-29 17:19
@soros
因為我這個東西是經常放在自己的辦公桌上,就想用USB供電,或者手機充電器供電,12V供電要一個專門的適配器。但是5V供電就方便多了,充電器和充電寶都可以共用的。

好吧。我以前也做過一個。如果加個恒流/恒阻模式的切換開關,應用范圍會更廣一些。

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2018-10-29 20:31
@朝陽之星
這個確實很不賴自己可以做個小的老化架,工程使用特別方便[圖片]之前也想做一個但是后來也沒做,當時做的是那種忒別簡單的,用三極管串電阻做的,發熱比較嚴重。
電子負載就是當電阻用的吧,能不發熱嗎?
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TDNS
LV.1
17
2019-02-26 15:54
@soros
再展示下測試的效果照片實測5V10A效果,5V只能測試50瓦,9V以內可以測試10A電流[圖片]12V測試7.5A電流,24V可以測試3.75A電流,100-110瓦也可以測試,溫度會上到100℃,90瓦溫度在65℃以內空調房90瓦溫度可以在60℃以內。[圖片]跟我的FLUKE17B對比電壓準確率,效果自己比較滿意[圖片]跟FLUKE17B對比電流實測,也讓自己滿意。這種簡易的電子負載,主要側重適用,成本也不貴基本上市面上的反激式電源適配器都能適用了。[圖片]
大佬,有工程文件嗎,能發一份嗎
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soros
LV.3
18
2019-03-15 17:04
@TDNS
大佬,有工程文件嗎,能發一份嗎
自己設計的,肯定有工程文件的。
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soros
LV.3
19
2019-04-24 17:50
@soros
自己設計的,肯定有工程文件的。
準備再改個功率大些的電子負載
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2019-05-29 21:18
@soros
準備再改個功率大些的電子負載
做的很不錯,實用性強,比水泥負載方便多了!
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2019-05-29 21:24
@soros
準備再改個功率大些的電子負載
大神,能給個資料嗎?我也想動手自己做一個載,用起來方便。
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