Actieve load voor voedingen te testen

flash2b

Special Member

Laatst heb ik eindelijk weer eens aan mijn Active Load kunnen werken.

Ik had twee problemen met mijn opstelling:

Het probleem dat ik had met het niet 'netjes' verdelen van de stroom in de eind trappen heb ik opgelost door 2 nieuwe TIP132 te gebruiken. Nu is de stoom per trap binnen de 10 a 15mV gelijk, en worden de TIPs allemaal even warm. Bovendien heb ik de silca pads verwijderd en de TIPs direkt met pasta op de koelplaat vastgezet.

Het probleem van volledig opensturen van de TIPs wanneer de te testen voeding niet was aangesloten is ook opgelost. Hoewel het geen kwaad kon (getest door Pros), heb ik een 'protect' circuit toegevoegd op basis van een comparator. Dit werkt goed en geeft bovendien een visuele indicatie of de voeding goed is aangesloten.

Omdat mijn voeding (Mastech HY3005D-3) in stroom begrezing, negatief kan worden heb ik ook nog een schottky diode in sper over de output gezet.

Het totaal levert mooie plaatjes (en warmte !!) op:

http://www.uploadarchief.net/files/download/dsc04078_cleaned.jpg

http://www.uploadarchief.net/files/download/dsc04084_cleaned.jpg

http://www.uploadarchief.net/files/download/dsc04080_cleaned.jpg

Voor de liefhebbers die deze Active Load ook eens willen bouwen heb ik mijn wijzigingen in een nieuw schema gezet:
http://www.uploadarchief.net/files/download/activeload%20v0.2.png

De volgende stap is om het geheel in een mooi kastje te bouwen en eventueel uit te breiden met Spanning, Stroom en Temperatuur regeling. Of ik dat met een PIC + LCD ga doen, of gewoon met een simpele 7 segment LED uitlezing, weet ik nog niet. In ieder geval moeten er op de kast ook een BNC ingang zitten voor de modulatie en 2 BNC uitgangen om spanning en stroom op de scope te kunnen zien. Als ik verder ben zal ik hier weer een update geven, als jullie daar interesse in hebben.

flash2b

Special Member

Mijn active load is klaar!

Ik heb het geheel in een zelfgemaakt MDF behuizing gemonteerd. De afmetingen van de behuizing zijn zo gekozen dat een dubbele CO Labvoeding model 2011 er straks ook mooi in past. Toen ik aan het zagen was heb ik meteen maar 3 extra behuizingen gemaakt die allemaal nog gevuld kunnen worden. Dan is het straks een mooie stapel samen.

Het front is ontworpen met MS Visio en uitgeprint op HP fotopapier wat ik daarna geplastificeerd heb. Dit is vervolgens met Bison spuitlijm op het MDF geplakt. De achterkant is ook zo gemaakt, en ik moet zeggen dat het goed gelukt is voor de eerste keer.

Het schema is uitgebreid met stroom en spanning uitlezing op basis van twee 200mV paneel meters. Ook heb ik een drie dubbele voeding toegevoegd (niet op schema) welke 10V, 9V en 9V maakt met gescheiden massa's zodat alles te opzichte van elkaar zweeft.

Op het front zit ook de modulatie ingang en een volt-sense en amp-sense uitgang die ik op een scope kan aansluiten.

Binnen:
http://www.uploadarchief.net/files/download/dsc04914_cleaned.jpg

Load in werking met een bescheiden stroom van 2A:
http://www.uploadarchief.net/files/download/dsc04916_cleaned.jpg

Voorkant:
http://www.uploadarchief.net/files/download/dsc04920_cleaned.jpg

Achterkant:
http://www.uploadarchief.net/files/download/dsc04921_cleaned.jpg

Schema:
http://www.uploadarchief.net/files/download/activeload%20v0.3.png

ziet er klasse uit !
heb gisteren een 'china' voeding binnengekregen en die had ik er wel eens aan willen hangen :)

http://i.imgur.com/5iBru.jpg

draadje los
flash2b

Special Member

Die heb je zeker gekocht bij Eleshop?

Mijn Mastech HY3005D-3 (waar alle chinese voedingen op lijken) wordt echt heet op zijn maximum. Maar hij blijft wel werken. Ik meen dat het ontwerp van al die chinese voedigen kwa looks en schema gebaseerd zijn op het orgineel van GW Instek (Taiwan). Zelfs Tektronix heeft daar clonen laten bouwen.

Wordt jou Troniq ook negatief als hij in de stroom begrezing gaat?

ja klopt, deze > http://www.eleshop.nl/troniq-psu303dx2-dubbele-labvoeding-p-499.html

Ik heb er nog geen belasting aan gehangen dus ik weet niet of er iets'negatief wordt.
Van wat ik er zo snel even van gezien heb werkt alles en als ik eraan schud hoor ik niks rammelen :)

draadje los

ik zie op je foto dat jij ook zo'n klein regelbaar voedinkje gebruikt, ik heb dezelfde (maar met andere sticker, komt van conrad)

Nou regelt de spanning niet echt lekker, zou je (en heeft dat zin) die spanningspotmeter kunnen vervangen door een meerslagenpotmeter ?

draadje los
flash2b

Special Member

(het is wel off-topic maar), natuurlijk kan je dat doen. Er zitten van die goedkope chinese potmeters in, dus dat zal zeker verbeteren. Natuurlijk wel dezelfde waarde gebruiken.

de potmeter is vaker niet eens een echte plaatmontage potmeter , maar een trimmer met een los asje erin gestoken , die kunnen sowiso al niet tegen veel draaien .

waar rook was, werkt nu iets niet meer

Ik heb eindelijk tijd gevonden om de regeling te testen met een kleine MOSFET, en toen dat naar behoren leek te werken, te testen met de grote IGBT.

Die testen zijn vanuit "didactisch oogpunt" goed verlopen, wat betekend dat het nu stuk is...

Hij heeft ongeveer 5 minuten lang 500-600W staan stoken (20-25V en 20-25A), toen de IGBT in besloot in sluiting te gaan.

Bij de autopsie van de module bleek 1 van de 3 low-side transistors stuk te zijn. Ik vermoedt dat die transistor in zijn eentje al het werk heeft gedaan, vanwege het ontbreken van individuele emitter weerstanden.

Als het goed is, heb ik nu nog 4 werkende transistors in de module (een van de high-side transistors blijkt ook stuk, maar die waren nu niet in gebruik). Elke transistor heeft een 6 ohm weerstand in serie met de gate, maar de collectors en emitters zitten natuurlijk hard aan elkaar. Misschien ga ik nog proberen om de emitters van elkaar te scheiden, en ze elk een eigen emitterweerstand te geven.

Conclusie: zonder kunstgrepen is een dergelijke module dus niet bruikbaar voor lineaire toepassingen, bij losse BJTs, IGBTs of MOSFETs is het veel gemakkelijker om emitter of source weerstanden toe te voegen.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
flash2b

Special Member

Hé SparkyGSX,

Stom dat ik je bericht van 31-1 nu pas lees, vandaar dat ik nu pas reageer.

Wel leuk dat je reageert, want je had het in andere topics ook al over een load met IGBTs gehad. Zoals je al gelezen had heb ik met mijn TIP132s ook problemen gehad met ongelijke verdeling van stroom. Voor de zekerheid heb ik ook een 4-tal dezelfde achter de hand mocht mijn load er mee ophouden. Ronald van Leusden en Fred101 hebben beide loads gemaakt met MOS Fets en kortgeleden heeft Blackdog er een gemaakt met BJTs. Het zijn wel handige dingen om even 'lekker' te kunnen belasten als je met een voeding of batterij bezig bent.

Ben jij nou nog van plan om er ook nog een te maken en op basis van welk schema dan?

Mijn huidige opstelling is de constructie die bijna iedereen tot dusver gebruikt; een sense weerstand in serie met de emitter, opamp (CA3140) als integrator die via een weerstandje aan de gate zit.

Tot dusver is het ding dus alleen instelbaar op een bepaalde stroom met een potmeter, ik heb nog geen modulatie mogelijkheden, of constante spanning / constante weerstand / constant vermogen regelingen o.i.d. Daarnaast heb ik nog geen constructie om het inschakelgedrag netjes te maken.

Ik ben dus wel van plan om nog een poging te doen, als het kan alsnog met dezelfde IGBT module, als ik het voor elkaar krijg om de rest van de kunststof behuizing te verwijderen, de transistors van elkaar te scheiden, en elke transistor een eigen emitter weerstand te geven zonder de transistors te beschadigen.

Als dat niet lukt, ga ik toch maar kijken of ik wat geschikte MOSFETs heb liggen of kan vinden. Ik heb op zich ook nog wel genoeg bruikbare bipolaire torren liggen (2N3055 e.d.) in TO-3 behuizingen met koelblokken e.d., maar die hebben allemaal een waardeloze versterkingsfactor, waardoor je dus de basisstroom mee gaat meten.

Het kan nog een alternatief zijn om daar met een losse tor een darlington van te maken, of zelfs met een MOSFET een soort zelfbouw-IGBT, dan is dat probleem veel kleiner of helemaal opgelost.

Ik gebruik overigens een stuk RVS draadeind als sense weerstand, zo'n 20cm M8 geeft ongeveer 4 milliohm.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
fred101

Golden Member

Waarom wil je geen mosfet gebruiken ? Is het gewoon als experiment om te kijken of het met torren ook kan want jij hebt volgens mij niks tegen mosfets ;-)
Ik vind dat een stuk makkelijker. Mijn load werkte gelijk vanaf het begin perfect. Is moduleerbaar ( driehoek, blok en extern) en met een tienslagpot stel ik de stroom in.

Ik heb zelfs op het zelfde idee gebaseerd een voeding van gemaakt. Dus met twee dikke mosfets regel ik de spanning. En met de mosfets van de load de stroom. Als ik hem op 12V zet dan zorgt de regeling dat de spanning constant blijft. Dus valt er 1V over de dynamic load, dan staat er 13V op de plus ( en +1 op de min) maar valt er 5V over de load dan staat er 17V op de plus en +5 op de min. Totdat de voeding niet hoger kan, dan stijgt de spanning niet verder ( de max ingestelde stroom gaat altijd voor) en als ik hem als CC gebruik dan blijft de spanning constant zolang dat binnen het ingestelde raam past) Ik gebruik die functie eigenlijk alleen om accus te laden of waneer ik eens een 10A psu nodig heb.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
flash2b

Special Member

Ik denk omdat je met een paar IGBTs hele grote stromen kunt gebruiken. Bovendien had SparkyGSX al IGBTs in zijn bezit.

Mijn load werkte trouwens ook vanaf het begin, echter door vervanging van 2 van de 4 BJTs liepen de stromen niet meer evenredig, maar nu weer wel.

fred101

Golden Member

Ik gebruik 3 IRFP256 MOSFETs parallel voor de load, die kunnen 30A per stuk verwerken. Kan een IGBT dan veel meer ? De voeding gebruikt er twee want de trafo kan maar 10A leveren.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
flash2b

Special Member

In de datasheet van IR staat de IRFP256 gespecced op 22A op 25° en 14A op 100°, beide continuous drain current. In jouw load zag ik er maar 2 zitten op de foto, maar het kan zijn dat je hem verbouwd hebt naar 3. Koeling is belangrijk zeker omdat de MOS fet lineair wordt gebruikt. (ik weet dat ik dit aan jouw niet hoef uit te leggen, meld dit puur voor de compleetheid).

Ter vergelijk zijn mijn TIP132s 8A continuous collector current, met 70W max als ik ze op 25° kan houden. Ik heb er 4 ingezet en kan tot 16A met een flinke koeling erachter.

De MOS fet is duidelijk in zijn voordeel hier, kwa regeling denk ik dat de BJT wat mooier regelt in het lineaire gebied.

Een beetje IGBT kan 100A of meer aan per stuk, ik weet niet welke SparkyGSX gebruikt.

Ik ben inderdaad wel dol op power MOSFETs, maar dan wel voor schakelende toepassingen; veel moderne MOSFETs zijn helemaal niet meer geschikt voor lineaire toepassingen. Gelukkig zijn er ook genoeg "oudere" types die dat wel kunnen.

De IGBT had ik inderdaad al liggen, die komt uit een lompe inverter, en de high-side diodes waren defect. Het is een 600V / 600A exemplaar, dat volgens de datasheet 2400W (absolute max) kan verstoken.

Het zal niet meevallen om de emitters van elkaar te scheiden, dus waarschijnlijk ga ik toch MOSFETs gebruiken.

Wat vinden jullie van het idee van een zelfbouw IGBT, bestaande uit een dikke BJT met een (relatief kleine) MOSFET voor de basisstroom, op deze manier als bij een darlington?

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
fred101

Golden Member

http://www.pa4tim.nl/wp-content/uploads/2012/08/loadvoeding.jpeg

Er staat er een getekend maar er staat bij 3X bij geschreven. Het schema waar de eerste load op gebaseerd was stond in de electron en had er twee getekend maar ik heb er vrij snel daarna 3 gebruikt. Dat schema was ook de enige reden voor de keuze voor een mosfet. Daarvoor was ik er gen fan van maar nu gebruik ik ze best vaak. Tot 10A gemoduleerd miste ik geen ventilator. Hij zat zelfs gewoon in een geloten kast met de heatsinck van binnen. Ik gebruik hem ook meestal niet voor heel heftig werk. Meestal niet meer dan 1A. Die fan zit er nu in de tweede versie wel op, en er zitten nu ook heel heftige heatsinks in ivm de accu experimenten. De regelbare voeding met die fets is wel mijn eigen idee en ontwerp. Zit een klein onhebbelijkheidje in. Soms start hij niet op. Dan gaan de mosfets niet open. Ik heb me kapot gezocht waar het aan ligt. Ik dacht eerst dat het de combi voeding en Load was, iets wat buiten een regellus komt maar laatst deed de load alleen ( die twee kunnen appart gebruikt worden) het zelfde. Dus ik begin de schakelaar of een verbinding te verdenken.

Heb jij een datasheet van die IRFP256 ? Ik heb die data uit een vaag lijstje. De mosfets komen uit oude computer voedingen. ik wist toen niets van de specs dus daarom 3 voor de zekerheid ;)

Edit: sparkey, die mosfets van mij lijken mooi lineair. Maar dat zijn ook oudere, Ik kan met die tienslags pot heel mooi de stroom regelen van mA's tot A's.

Edit 2 ik heb echt een slecht geheugen, idd eerst 2 mosfet gebruikt, bij de ombouw werden het er drie en de voeding heeft er ook drie ( ik denk dat ik die BJTs die ik eerst gebruikte er twee waren)

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
flash2b

Special Member

Op 3 februari 2013 12:19:44 schreef fred101:
Heb jij een datasheet van die IRFP256 ?

IRFP256

Met 2 MOS fets doelde ik op deze, maar dat was dus je prototype.

fred101

Golden Member

Appnote 104 van LT, of chapter 2 van deel twee analog circuit design, gaat helemaal over loadtesters.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
fred101

Golden Member

Ik heb de MOSFET versie ( tenminste min of meer) uit die appnote gebouwd. Idd is de ene fet de andere niet. Ik had een IRF840 gebruikt maar wilde niet lekker. Toen weer zo'n 256 als in mijn andere load en die gaat als een speer. Ik heb een oscillatortje met een LM339 gemaakt, iets van 20-80 KHz. Is een beetje hoog dus ik moet dat nog wat omlaag trekken.
Ik kan nu echt de load echt van max ( heb maar getest tot 3A) naar 0A trekken. Mijn andere load gaat nooit naar nul. Die zet ik bv op 5 A en dan gaat hij bv van 5 tot 3A of minder deviatie.

Bij deze heb ik ook een potmeter welke ik van 0-1A load kan instellen ( statisch gebruik of als offset voor de blokgolf) . ( het moet een mini loadje worden om kleine (78XX of LM317) voedingen na bouw snel even te testen op rimpel, elcos, stabiliteit ect, dus geen fans en grote koelblokken) maar dat pas ik nog wat aan tot bv 1,5A.
De blokgolf is wat over de top nu, moet wat lager want hij pulst nu tot 15V op de gate.
Zijn nu drie kleine printjes, het ding zat totaal 10x5 cm zijn schat ik. Moet wel gevoed worden uit +/- 15V. Maar ik heb een tijd terug al eens een vast voedingkje gemaakt voor dit soort dingen.
nu nog een klein kastje met twee potmeters, 3 bnc uitgangen ( stroom, spanning en gate ( als sync) ) en twee banaanbussen als voeding ingangen. De stroom vorm kan ik meten mbv een P6042 stroomtang maar die stroom uitgang is voor een multimeter om precies de statische stroom te kunnen meten. De spanning wil ik ook want dan kan ik het effect zien tussen wat er op de Drain gebeurd en dat vergelijken direct met een probe op de uitgang van de voeding.

Ik had eerst een ander idee geprobeerd. Ik had een rail smd halve H-brug FET drivers voor inverter aansturing. Op de pwm ingang een blokgolf naar het ding deed helemaal niks.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
flash2b

Special Member

Cool! (waar zijn de foto's ?) :D

Het jammere van de LT design notes is dat je telkens van die speciale LT opamps moet gebruiken. Dit heb ik niet op voorraad, want daar vind ik ze te duur voor.

Heb jij de LT1210 gebruikt ?

fred101

Golden Member

Ik heb een LM324 gebruikt :-) Dit hoefde geen accuraat geval te worden.
Ik heb de frequentie nu aangepast. Hij doet nu 2,5KHz tot 48KHz.
http://www.pa4tim.nl/?p=4152
http://www.pa4tim.nl/wp-content/uploads/2013/02/load2pcbs.jpg
http://www.pa4tim.nl/wp-content/uploads/2013/02/spanning_stroomLoad2.jpeg
Foto is niet zo scherp helaas. Dit is de Philips PM2811 waar 2A pulsen uit getrokken worden. (geel, 500mA/div) en blauw de spanning op de drain

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs
blackdog

Golden Member

Hi flash2b,

Veel schema's van Linear Technology gebruiken natuurlijk hun componenten.
Ze bereiken meestal uitstekende resultaten en dat is niet voor niets.
Dit komt door hun goede producten (nee, ik sta niet op hun loonlijst ;-) )

Je zal in mijn schema's die regelmatig hier op het forum te vinden zijn, regelmatig de componenten van LT tegenkomen.
Dat is omdat ik ervaren heb dat ze uitstekend werken, en meestal ruim voldoen aan hun specs.

Kijk eens naar dit topic van mij uit mei 2012, daar vind je een schema dat ik heb uitgebreid van LT.

http://www.circuitsonline.net/forum/view/105032/1/dynamic+load

Kijk ook hoe het gebouwd is, ERG belangrijk.
Dit schema is om voedingen op hoge frequentie te belasten.
Dus de stabiliteit bij snel wisselende signalen.
Je hebt hiervoor ZEER korte bedrading nodig, liefst korter dan 2cm totaal vanaf de tester naar de te testen voeding.
Daarvoor zit er in de tester een LT1210 en een BUZ10L.
Samen met verschillende afregelpunten om de toppen van het testsignaal zo mooi mogelijk te krijgen.
Deze heeft een bandbreedte van ruim 1Mhz en dat is uniek.

Voor het testen van grotere voedingen heb ik een andere tester gebouwd met een aantal MJ15004 transisteren, zie deze link.
Deze heeft een bandbreedte die bij 25Khz begint te zakken.
Dat is voor de meeste testen voldoende.
Op de laatste pagina vind je het uiteindelijke schema.

http://www.circuitsonline.net/forum/view/106770/1/dynamic+load

De laatste kan grotere piekstromen aan, tot rond de 40A ( NEE niet continu!)
Door de grote stromen is ook hier weer de bedrading erg belangrijk.

Als je kijkt naar mijn scoopfoto's zie je wat er mogelijk is met een goed schema en goede componenten.

Je kan b.v. een LT1014 niet door een LM324 vervangen.
Dat is net zoiets als zeggen: "het is toch ook een auto" als je 2 ton zand wilt vervoeren in een lelijke Eend i.p.v.een vrachtwagen.
Kwaliteit kost geld en natuurlijk inzet van de bouwer ;-)
De application Notes van LT werken bijna altijd en dat komt volgens mij door
de kwaliteit van de onderdelen en de Aplication Engeneers.

Als je grotendeel statische testen wilt doen en wat drift toestaat
kan je ook met een LM324/TL074/TLC274 enz. werken als je dat wilt.
Het gaat er natuurlijk om wat je wilt bereiken tegen welke kosten...

Gegroet,
Blackdog

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

met de kerst heb ik m'n dummyloads ook eens aangepast , een 40amp sperdiode erin gezet en de basis weerstanden eruit gemikt om te ruilen voor een 0,1ohm emitterweerstand per tor. ik heb geen bux48c meer liggen dus worden de dummy's vanzelf lichter van vermogen uiteindelijk :)

waar rook was, werkt nu iets niet meer
fred101

Golden Member

Je hebt helemaal gelijk dat de LM324 geen vervanger is, dat zie je ook wel aan het signaal. Ik had best moeite hem op nul te houden ( zo'n 324 drift nogal) en boven 25-30 KHz wordt de gate drive steeds driehoekiger, maar ik wilde compact, quick and dirty had 3 opamps nodig, mijn TL082/084's waren op en het hoefde ook geen precisie ding te worden. Ik vond het zonde mijn dure precisie opamps te gebruiken en kwam er achter dat ik behalve wat 324's geen enkele huis tuin en keuken opamp meer had.

Zal voornamelijk statisch gebruikt woden. Alleen bedoeld om bv een opgebouwde voeding in een project even te testen op rimpelspanning, of bv kijken wat een onbekend trafotje kan leveren ( ik heb een test printje met bruggelijkrichter en afvlakelco voor dit soort testjes, zo heb ik ook printjes met kroonsteentjes waar ik 78XX en 79XX regelaars in kan schroeven om ze snel even te testen. En ik moet nog steeds ook eens een opamp testerje maken.)
Voor het echte test werk heb ik mijn grote load.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs