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【EasyEDA杯】DIY 0~3.5A USB电子负载

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本帖最后由 游泳的鸟儿 于 2016-10-30 10:03 编辑

电子负载的原理是控制内部的MOS管(场效应管)的导通量(也就是占空比大小),靠功率管的耗散功率来消耗电能的设备,它能够准确检测出负载带载能力,精确调整负载电流,是一般开关电源检测调试中不可缺少的设备。
电子负载又分恒流模式,恒压模式,恒阻模式,定功率模式。这个负载是恒流模式。

第一部分 介绍原理
第二部分 初步制作
第三部分 初步制作后测试
第四部分 加散热风扇和指示灯
第五部分    最终测试
第六部分    尺寸图

其实炬为就有推出过一个电子负载

11.jpg
但本着DIY精神,我们也可以自己做一个玩玩,成本低于10块。
需要的材料:
     1、5*7洞洞板(其他尺寸也行)
     2、水泥电阻(检测电流用,推荐0.1欧~0.5欧,太大在电阻上损耗会很多,太小lm358不易控制)
     3、N-MOS管(场效应管,我用50N06)
     4、电位器(我用10K)
     5、运放LM358
     6、TL431基准
     7、USB公头
     8、散热片
     9、电阻若干
   (初步制作就只需要这些东西,高级版还需要下列东西)
     9、自锁开关
     10、排针(3P+2P 跳线帽)
     11、LED
     12、限流电阻
     13、散热风扇
     14、扎带
     15、7812三端稳压

20161001_131338.jpg
这个是电路图,纯手绘,大家多多包涵
最大电路=R2/(R1+R2)*2.5/R3  单位都是电阻单位R(欧姆)
我为了输出为3.5A,R3选择0.1R,R2选择10K,R1选72K   这些都是大家可以根据自己的需求改变的
下面来讲一下原理:R3选用0.1R,也就是当通过R3的电流达到1A,R3就会产生0.1V的压降,当达到2A,就会有0.2V压降。当然R3若是0.2R,那么1A就是0.2V压降,2A就是0.4V压降,以此类推。431和分压电阻给了一个预设电压,当V+>V-时,运放输出高电平,MOS导通量增加,电流增加,V-升高,达到V+=V-;当V+<V-时,那么运放输出低电平,导通量减少,内阻变大,电流减少,V-降低,达到V+=V-。稳定电流=V-/R3阻值。

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各种元件的数据手册
下面开始制作
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先在面包板上按照电路图实验

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测试完后,洞洞板上焊上USB公头

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背面,正负极用粗铜丝,确保能通过大电流

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MOS管登场

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这样躺在洞洞板上

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侧面看一下,被压在了散热片下
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焊上运放和分压电阻还有电位器
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换个角度看一下
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底下
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背面,用了一根飞线
20160929_161554.jpg
前面

好了,初步制作完成

  
                 
                 初步制作完成后,来测试一下

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搭好测试平台
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5V 0.5A
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5V 1A

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5V 1.5A
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5V 2A  都能精准设置、控制
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下面准备测试,左万用表测散热片温度,右万用表测电流,中间的计时
20160929_163033.jpg
5V 2A 10W开始测
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1分钟时 44度
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2分钟时53度
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5分钟时72度
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6分钟时76度
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7分时79度
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加个风扇吹吹,散热一下 7分钟30秒

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很快降到41度  9分钟时
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10分钟还是41度,稳定了,看样子需要一个散热风扇


下面给它加散热风扇
20160930_193030.jpg
找到一个小风扇

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12V0.2A
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实际测试12V只有0.08A
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5V0.04A风力还行
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4.53V还能转
20161001_083438.jpg
那就准备安上去,先画一个电路图
为什么要加一个7812?因为当测试大于13V时,风扇会挂掉,所以加一个7812稳压。当小于12V时7812又会有损耗,所以用跳线帽来选择。

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先焊上自锁开关

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再焊上7812,在后面
20161001_113613.jpg
几个排针 靠左边的是风扇用得,USB头后面的是选择开关

20161001_114808.jpg
加上风扇的开关的状态指示灯
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加上电源指示灯,插上有电就会亮

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接着测试改进版的

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电源,5V
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5V1A  5W,没开散热风扇
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5分钟 58度,没开散热风扇
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10分钟 65度 没开散热风扇
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开风扇,马上下来了,后面一直恒定42度
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凉到室温33度
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5V2A 10W开风扇测试
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48秒39度
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5分钟44度
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10分钟45度,后面就一直恒定45度左右
20161001_123422.jpg
接着测12V
20161001_123516.jpg
12V2A 24W 开风扇
20161001_123936.jpg
5分钟48度
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10分钟49度,后面就49度上下
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接着测试12V3A  36W 开风扇
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1分钟54度
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3分44秒 58度
再往后就没测了,电源受不了了,估计也就是60多度,不会超过70度。这么看来和炬为的有一比,炬为的标称最大35W,我这个36W还行,差不多,不相上下,但是我在价钱花费上比它便宜。


好了,后面再加上几张尺寸图。美图,大家可以欣赏欣赏
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20161006_160312.jpg
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疯爱 + 8 很详细的帖子,楼主用心了
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  楼主,这个挺不错的,N-MOS要多少钱一个呢
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这个好,可以仿造一个玩玩
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看的不是很明白!
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zhongcb 发表于 2016-10-29 22:05
楼主,这个挺不错的,N-MOS要多少钱一个呢

要看你用什么样的,我买的这个1块1,当然大功率发就很贵了
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cmh_love 发表于 2016-10-30 09:36
看的不是很明白!

还有什么不明白的可以问
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来自手机
非常实用的电路  就按照上面的图纸就可以了吧  改日做个玩玩
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不良人 发表于 2016-10-30 16:43
非常实用的电路  就按照上面的图纸就可以了吧  改日做个玩玩

可以,散热片大点可以不加风扇
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来自手机
可以请教你一下吗?我试了做个玩玩  有些小问题不是很明白  737506348我的
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这个好,可以造一个玩玩
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