для чего нужна электронная нагрузка

Как работает электронная нагрузка?

При проверке нагрузочной способности блоков питания часто приходится использовать реостаты, или, при небольших мощностях просто резисторы, набирая ими нужную мощность. Но вот задавать необходимую мощность или ток очень неудобно. Выставляется ведь только сопротивление реостата (которое, кстати при работе может немного меняться из-за нагрева реостатов), а ток или мощность выставляться по приборам. Соответственно при изменение напряжения ток и мощность падают.
Увидел в интернете очень дорогие высокоточные электронные нагрузки и подумал ведь можно сделать не сильно точную, но дешевую электронную нагрузку. Которой можно проверить БП или разрядить аккумулятор.
Сразу подумал чтобы нужно сделать много режимов:
CC — стабилизация тока,
CV — стабилизация напряжения,
СW — стабилизация мощности,
CR — режим имитации активного сопротивления.

И собрать их на одну вольт-амперную характеристику:

Собственно как работает: пропускает через себя ток соответствии с ВАХ.

Если например какой-то режим будет не нужен, его можно будет убрать просто увеличив ограничение. Если например не нужен участок стабилизации мощности, то задаем P>Ulim*Ilim. И из режима стабилизации тока сразу попадем в режим стабилизации напряжения.

Есть два сложных момента на этой диаграмме, это режим малых напряжений: при низком напряжении проблематично получить большой ток (да обычно это и не нужно), и второй стабилизация напряжения — могут быть проблемы при работе с источниками с жесткими вольт-амперными характеристиками. Но это уже задачка на потом.

Пока нужно сделать простую тестовую программку и схемку:

За поддержание нужного тока отвечает ОУ, транзистор как раз и является той нагрузкой где электрическая энергия преобразуется в тепловую.
Микроконтроллер для данной схемы лишь считывает напряжение через АЦП и выдает задание на уставку тока через ЦАП.
Для первого макета выберу диапазоны токов и напряжений, выберу компоненты…

Источник

Что такое электронная нагрузка:
общая информация, для чего они используются и какие бывают

Содержание страницы: Краткое вступление Общая информация Для чего используются Какие бывают Видеообзор Ещё по этой теме Краткое вступление При тестировании вторичных источников электропитания (преобразователей напряжения, блоков питания и др.) и некоторых типов первичных источников электропитания (аккумуляторов, солнечных батарей и др.) широко используются электронные нагрузки. Этот материал поможет получить основные сведения о современных электронных нагрузках, их разновидностях и решаемых с их помощью задачах. Общая информация об электронных нагрузках Основные режимы работы электронных нагрузок. Для чего используются электронные нагрузки Примеры устройств, для проверки работы которых применяют электронные нагрузки. Большинство электронных нагрузок содержат точный мультиметр, измеряющий напряжение, ток и мощность, потребляемую нагрузкой. Некоторые модели могут выполнять нормированный разряд аккумуляторов и батареек, измеряя реальную ёмкость элемента питания в Ампер-часах. Многие модели также могут управляться при помощи компьютера, что позволяет использовать их в составе автоматизированных контрольно-измерительных комплексов. Задняя панель маломощной электронной нагрузки серии IT8800 с интерфейсными разъёмами для подключения к компьютеру. Какие бывают электронные нагрузки Большинство серий электронных нагрузок предназначены для тестирования источников питания постоянного тока (аккумуляторов, блоков питания, солнечных батарей и др.), типичные примеры: серия ITECH IT8500+ и серия ITECH IT8800. Для тестирования источников питания переменного тока (инверторов, источников бесперебойного питания, трансформаторов и др.) выпускаются специализированные AC/DC электронные нагрузки переменного и постоянного тока, типичный пример: серия ITECH IT8600. Конструктивно серийные электронные нагрузки изготавливаются в приборных корпусах. Размер и масса корпуса напрямую зависят от максимальной мощности, которую может рассеивать нагрузка. Самые маломощные модели могут рассеивать около 100 Вт и помещаются в небольших компактных корпусах, как например модель IT8211 рассчитанная на 150 Вт. Типичная маломощная электронная нагрузка (модель ITECH IT8211, максимальная мощность 150 Вт). Более серьёзные модели, как например пятикиловаттная нагрузка ITECH IT8818B, могут монтироваться в промышленную стойку и весят 40 и более килограмм. Типичная мощная электронная нагрузка (модель ITECH IT8818B, максимальная мощность 5 кВт). Также выпускаются модели, которые могут рассеивать десятки и даже сотни киловатт. Чтобы увидеть варианты конструктивного исполнения электронных нагрузок разной мощности, посмотрите серию ITECH IT8800. Иногда, для удешевления, вместо электронной нагрузки используют реостат (мощный переменный резистор). Использование реостата при тестировании силовых устройств связано с такими ограничениями: — отсутствие режима постоянного тока потребления; — отсутствие режима постоянной мощности; — отсутствие режима стабилизации напряжения; — отсутствие режима изменения состояния по списку заданных значений; — отсутствие автоматизации работы; — значительная индуктивность реостата; — необходимость использовать дополнительный вольтметр и амперметр. Поэтому вместо устаревших методов тестирования, эффективнее и в конечном итоге дешевле применять современную контрольно-измерительную аппаратуру, специально разработанную под конкретную задачу. Использование хорошей электронной нагрузки позволяет существенно упростить и ускорить процесс тестирования любых источников электропитания, а также сделать этот процесс безопасным и эффективным. Видеообзор электронных нагрузок В этом видеосюжете мы рассмотрим общую информацию о том, что такое электронные нагрузки, для чего они используются и какие бывают. Основные сведения об электронных нагрузках и решаемых с их помощью задачах. Дополнительная информация по этой теме Мы специально не перегружали эту статью техническими деталями устройства электронных нагрузок и подробным описанием их опций. Всё это Вы можете подробно прочитать на страницах отдельных серий электронных нагрузок. Если Вам необходима подробная информация по ценам или техническая консультация по выбору оптимальной электронной нагрузки для Вашей задачи, просто позвоните нам или напишите нам по E-mail и мы с радостью ответим на Ваши вопросы. Поделиться в соцсетях: Электронные нагрузки Лабораторные блоки питания Осциллографы и пробники Мультиметры Приборы для лаборатории и промышленности Технологии и решения Контрольно-измерительные приборы (все категории)

СВЧ измерения, мобильная связь и радиомониторинг Анализаторы спектра Векторные анализаторы цепей Генераторы высокочастотные Полный перечень. Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС) Сварочные аппараты ВОЛС Оптические рефлектометры Модульные платформы Полный перечень. Анализаторы протоколов телекоммуникаций (T&D) Модульные платформы Анализаторы Ethernet / IP Анализаторы OTN / ROADM Полный перечень. Приборы для лаборатории и промышленности Осциллографы и пробники Лабораторные блоки питания Лабораторные мультиметры Генераторы функциональные Калибраторы и эталоны Электронные нагрузки Измерители LCR (RLC) Логические анализаторы Частотомеры и стандарты Тепловизоры Полный перечень. Производители оборудования (брэнды) Tektronix Keithley Fluke Pico Technology ITECH Agilent AMETEK Все производители. Технологии и решения Как выбрать осциллограф Все разделы. Услуги Сервисный центр Техническая поддержка Поиск и подбор оборудования Сертифицированное обучение Проведение измерений Монтаж и сварка ВОЛС Полезная информация Анонсы и новинки Выставки и мероприятия Партнерская программа Карта сайта О компании Контакты

Если Вы не нашли интересующее Вас оборудование, обращайтесь к нам и наши специалисты сами проведут поиск, подберут аналоги и проконсультируют по вариантам комплектации. При подборе будут учтены все Ваши требования к точности, надежности и стоимости.

Источник

Как выбрать электронную USB нагрузку

В связи с большим распространением блоков питания и внешних аккумуляторов со стандартным USB разъемом, появился отдельный класс электронных нагрузок для их тестирования.

В этой статье мы расскажем об особенностях этих устройств, о моделях USB нагрузок и о их применении.

Время чтения: 15 минут

Автор статьи — Андрей Кириченко

Краткий обзор: как выбрать USB нагрузку

У USB нагрузок много общего с обычными, но, из-за особенностей применения, они имеют функции, которых нет у обычных, но при этом они могут не уметь то, что умеют их «старшие братья».

С их помощью тестируют нагрузочную способность блоков питания (зарядных) и оценивают емкости внешних аккумуляторов (повербанков).

Объединяет обычные и USB нагрузки то, что и те, и другие имеют в конструкции силовой узел, состоящий из транзистора высокой мощности, узла контроля тока и радиатора с вентилятором. Из-за этого параметры выбора USB нагрузки совпадают с таковыми у обычных: ток, напряжение и мощность.

Пример электронной USB нагрузки

Важная особенность USB нагрузок и состоит в том, что они имеют «на борту» соответствующие разъемы и это один из критериев выбора.

Есть модели, где на плате установлены только гнезда, к ним источники подключаются при помощи стандартных USB кабелей. При этом обычно стоит как минимум два типа разъемов: MicroUSB и USB Type-C, но иногда попадается и «вымирающий» MiniUSB.

Второй тип подключения подразумевает на плате штекер USB-A, тогда нагрузка подключается непосредственно к блоку питания.

Разъёмы для подключения источников питания к USB нагрузкам

К устройствам ZKEtech можно докупить USB адаптер. Он не блещет разнообразием разъемов, но имеет пару особенностей: четырехпроводное подключение и возможность измерения тока в режиме мониторинга, т.е. можно следить за током, который потребляет другая нагрузка, например, смартфон.

Четырехпроводной способ подключения электронной USB нагрузки

На случай, если нагрузка не имеет нужных разъемов, существуют специальные платы-адаптеры, которые используются как в цельном виде, так и делятся на составные части.

Платы-адаптеры для расширения функционала USB тестера

Один из факторов выбора USB нагрузки: поддержка протоколов быстрого заряда

Тестер или триггер протоколов может быть включен и последовательно с входом нагрузки.

Последовательное подключение триггера с электронной USB нагрузкой

И последний решающий фактор — мощность.

Для большинства бытовых применений достаточно 10

35 Вт. Если нужен тестер для любых USB блоков питания, потребуется 100 Вт, такая мощность максимальна для протокола Power Delivery, но если устройство берется «на вырост», тогда лучше смотреть на модели 150

В первом случае можно использовать нагрузку саму по себе, переключая величину тока, во втором — потребуется USB тестер, ну или, по крайней мере, секундомер. Из недостатков — отсутствие стабилизации тока (ток зависит от напряжения), тестируемое напряжение только до 5 вольт (при большем будет перегрев), нет никаких сервисных возможностей. Преимущество — цена.

Электронные USB нагрузки мощностью до 35 Вт

USB нагрузки JUWEI

Нагрузку можно сделать самостоятельно из нескольких резисторов, но лучше взглянуть на продукцию JUWEI. Представлены два варианта, отличающиеся диапазоном и дискретностью установки. Первая имеет три ступени: 1, 2 и 3 А — вторая позволяет выставить от 0.25 до 4 А с шагом 0.25 А, токи для обоих моделей указаны для напряжения 5 В.

Простые электронные USB нагрузки от JUWEI

Поскольку при токе в 4 А и напряжении 5 В мощность достигает 20 Вт, производитель задумался об охлаждении и выпустил модель с вентилятором.

Части описанных недостатков лишена регулируемая USB нагрузка JUWEI, она плавно изменяет ток до 3 А и имеет максимальную мощность 15 Вт в диапазоне напряжений от 3.7 до 13 В. В качестве «бонуса» к ней даются провода с крокодилами.

JUWEI JW-D2LCDS-35W имеет больше функций, чем предыдущая модель. Здесь добавлена регулировка посредством двух переменных резисторов (грубо и точно), много вариантов разъемов для подключения, дисплей с отображением как тока и напряжения по входу, так и напряжения на линиях данных USB порта, а также подсчет емкости в Ач. Здесь мощность составляет уже серьезные 35 Вт в диапазоне от 3 до 21 В.

По сути она некий гибрид нагрузки и USB тестера. Можно сказать даже по-другому: производитель взял электронную нагрузки и прикрутил к ней USB тестер, потому это устройство «два в одном».

Электронные нагрузки USB RuiDeng

На рынке USB нагрузок известна фирма RuiDeng, которая производит нагрузки, тестеры, преобразователи напряжения.

Самые простые модели – LD25 и LD35. У них несколько вариантов подключения, простой светодиодный дисплей и переменный резистор для установки тока. На дисплей выводится измеренное значение тока и напряжения, а также рассчитанная потребляемая мощность.

Электронные USB нагрузки RuiDeng HD25 и RuiDeng HD35

Электронные USB нагрузки RuiDeng HD25 и RuiDeng HD35

Различия моделей в максимальном токе (4 и 5 А), мощности (25 и 35 Вт) и поддержке управления протоколами быстрого заряда. При одинаковых внешних размерах 35-ваттные версии больше рассеивают мощность, поскольку на них установлен более производительный вентилятор.

Еще более интересным решением выглядит USB нагрузка DTU-CCL01, она также имеет несколько разъемов для подключения, встроенный триггер протоколов и мощность до 35 Вт при напряжении до 30 В и токе до 3 А, но гораздо более информативный экран.

Снизу установлена алюминиевая пластина, она не участвует в охлаждении, но призвана защищать электронные компоненты платы от повреждения.

Нагрузка DTU-CCL01: вид снизу

Нагрузка поддерживает протоколы быстрого заряда, измеряет сопротивления кабелей, защищена от перегрузки и имеет программную калибровку измерения тока, но устанавливается ток, как и у более простых, при помощи двух резисторов (грубо, точно).

Нагрузка DTU-CCL01: меню управления

USB нагрузки «всё в одном»

Иногда в построении устройств китайские разработчики немного увлекаются и получаются целые тестовые стенды «все в одном», как пример — JUWEI Atorch Q7-T.

Эта модель имеет характеристики сходные с моделями показанными выше, мощность 30Вт при токе до 2.8А и напряжении до 24В, много вариантов подключения, установку тока при помощи пары «крутилок».

USB тестер Juwei Atorch Q7-T: меню управления

Особенность Juwei Atorch Q7-T : работа с беспроводными зарядками

Поскольку за измерение отвечает аналог тестера UM24C, а «на борту» расположен еще и Bluetooth, то, при установке соответствующей программы, тестер (нагрузкой это устройство уже сложно назвать) может контролировать измерения при помощи компьютера или смартфона.

Управление USB нагрузкой Juwei Atorch Q7-T с помощью компьютера

Минус тестера в невозможности управления функцией быстрого заряда.

А вот эта USB нагрузка хоть и выглядит, как предыдущие, но в действительности сильно отличается от них функционально. Это устройство производителя ZKEtech, модель EBD-USB+.

В плане характеристик здесь все те же 35 Вт, 4 А, 0.4

21 В, но внимательный читатель заметит, что нижний диапазон напряжений начинается c 0.4 В. Эта нагрузка питается отдельно (через разъем MicroUSB), потому может не только измерять малые напряжения, но и использоваться для тестирования емкости аккумуляторов.

Тестер USB ZKEtech EBD-USB+

Управление USB ZKEtech EBD-USB+ с помощью компьютера

USB ZKEtech EBD-USB+: управление протоколами быстрого заряда

К сожалению, выбор разъемов для подключения ограничен только типом USB-A, но при необходимости можно докупить небольшую плату-адаптер и тем самым получить как microUSB, так и более новый USB Type-C.

Показанные нагрузки отличаются функционалом, конструкцией, наличием дисплея, органами регулировки. Их объединяет одно: мощность ограничена на уровне 30-35 Вт. Для тех, кому этого мало, производятся и гораздо более мощные USB электронные нагрузки, хотя в данном случае эта функция скорее вспомогательная.

USB нагрузки до 180 Вт

Как пример, пара моделей JUWEI Atorch. Они отличаются только размерами радиатора и максимальной мощностью в 150 Вт и 180 Вт соответственно.

Кроме мощности различается и диапазон входного напряжения (до 200 В) и тока (до 20 А), что ставит эти электронные нагрузки в один ряд с более серьезными моделями, а так как собственная потребляемая мощность высокая, то питание только внешнее (MicroUSB или круглый разъем 5мм).

Не рекомендована длительная эксплуатация при максимальном входном напряжении и максимальной мощности нагрузки.

Обе нагрузки имеют большой экран на который выводятся измеренные параметры, сервисная информация и расчетные данные (мощность, емкость).

Для тестирования USB блоков питания и внешних аккумуляторов есть три вида разъемов: MicroUSB, MiniUSB и USB Type-C — встроенного триггера протоколов нет, но есть USB-A для подключения внешнего триггера. Кроме этого, есть отдельные клеммы для подключения к мощным источникам.

Управление классическое, при помощи двух переменных резисторов (грубо, точно) и одной кнопки.

Тестер USB нагрузки JUWEI Atorch

Нагрузка имеет настройки, позволяющие установить лимиты по мощности, минимальному и максимальному напряжению, отрегулировать яркость подсветки и пр.

Собственно это обычная электронная нагрузка со свойственными им настройками и возможностями, но с добавленными USB разъемами, потому она пригодится не только для тестирования зарядных и повербанков.

Меню управления USB тестера JUWEI Atorch

Не так давно появилась обновленная версия нагрузки JUWEI Atorch, она также выпускается в двух вариантах мощности (150 и 180 Вт), но у неё существенно переработано управление, а также добавлено много новых функций.

Обновлённая версия электронной USB нагрузки JUWEI Atorch

Комплект разъемов соответствует предыдущей версии, но на экран выводится больше информации, да и сам экран теперь цветной. Переменные резисторы заменили на цифровое управление осуществляемое при помощи четырех кнопок.

Новые возможности JUWEI Atorch

Как еще один признак принадлежности к более серьезным моделям — четыре режима работы (CC, CV, CR, CP), возможность подключения внешнего датчика температуры и много настроек порогов защиты и автоотключения.

Режимы работы обновлённой версии электронной USB нагрузки JUWEI Atorch

Например, даже самая простая резистивная нагрузка, в комплекте с USB тестером, позволит протестировать зарядные устройства или повербанки с выходом 5 вольт.

Более удобны устройства со встроенным индикатором, плавной регулировкой и различными сервисными возможностями, например продукция Rui Deng или DTU-CCL01, но в свете распространения зарядных с функцией Power Delivery они также могут потребовать применения дополнительного триггера протоколов.

Особняком стоит вариант фирмы ZKEtech — EBD-USB+, при относительно скромных технических характеристиках это устройство имеет продвинутое ПО, которое поддерживает управление несколькими нагрузками одновременно и позволяет собрать даже многоканальный стенд.

Ну а если функция поддержки USB нужна больше как дополнение, то лучше обратить внимание на модели 150, 180 Вт, которые можно использовать и как полноценные электронные нагрузки.

WARNING! У нас слишком много электронных USB нагрузок! Спешите!

Источник