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【工程师6】+实践类+100V//80A大功率负载仪

前段时间论坛很火的《DIY电子负载》看得我心里火热很,但乐老师的电子仪对我来说功率还是小了点。

查了不少资料心里有一个大胆的想法自己DIY 100V/80的负载仪。

估计这个贴子夸度比较长,大家给多担当。为了减轻工作量。本负载就不设计面板外壳以祼板的状态调试。


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2019-09-07 17:38
沙发期待楼主精彩作品,我也想做一个大功率电子负载目前还没鼓起勇气
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2019-09-07 22:36
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荧火
LV.4
4
2019-09-08 00:54

在开工之前先决定这台负载使用环境。

1. 所使用的场所一般为电池组放电或老化(最大60V/50A)。

2. DC电源负载测试或老化(最大100V/30A)

根据上面的使用场所得出负载仪性能参数如下:

1. 元件器成本在500块以下。

2. 主要的使用模式为恒流多,电路设计以恒流为主体,恒压模式与恒功率模式采用软件的方式处理以节省成本。

3. 负载精度暂定为1%。50A误差在0.5A左右还可以接受。

4. 负载抖动率这个参数暂处理,反正我使用场合一般都不需特别注意。

 

 

经过上面的梳理,一台大功负载的基本参数要求已经给出了。一台正儿八经的大功率负载仪肯定不只这些功能,恒压、恒功率、恒电阻、恒流这些都是基本功,还有些什么编程功能通信什么的,反正我司里那台大功率负载仪我常使用的不外是恒压、恒流、恒功率这些功能。但它的费用是2W多呀。DIY的乐趣就在这里了,用5%的钱达到60%功能。

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2019-09-08 10:55
@荧火
在开工之前先决定这台负载使用环境。1. 所使用的场所一般为电池组放电或老化(最大60V/50A)。2. DC电源负载测试或老化(最大100V/30A)根据上面的使用场所得出负载仪性能参数如下:1. 元件器成本在500块以下。2. 主要的使用模式为恒流多,电路设计以恒流为主体,恒压模式与恒功率模式采用软件的方式处理以节省成本。3. 负载精度暂定为1%。50A误差在0.5A左右还可以接受。4. 负载抖动率这个参数暂处理,反正我使用场合一般都不需特别注意。  经过上面的梳理,一台大功负载的基本参数要求已经给出了。一台正儿八经的大功率负载仪肯定不只这些功能,恒压、恒功率、恒电阻、恒流这些都是基本功,还有些什么编程功能通信什么的,反正我司里那台大功率负载仪我常使用的不外是恒压、恒流、恒功率这些功能。但它的费用是2W多呀。DIY的乐趣就在这里了,用5%的钱达到60%功能。
期待楼主后续的更新,恒流精度1%也不错了。
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2019-09-08 10:57
@荧火
在开工之前先决定这台负载使用环境。1. 所使用的场所一般为电池组放电或老化(最大60V/50A)。2. DC电源负载测试或老化(最大100V/30A)根据上面的使用场所得出负载仪性能参数如下:1. 元件器成本在500块以下。2. 主要的使用模式为恒流多,电路设计以恒流为主体,恒压模式与恒功率模式采用软件的方式处理以节省成本。3. 负载精度暂定为1%。50A误差在0.5A左右还可以接受。4. 负载抖动率这个参数暂处理,反正我使用场合一般都不需特别注意。  经过上面的梳理,一台大功负载的基本参数要求已经给出了。一台正儿八经的大功率负载仪肯定不只这些功能,恒压、恒功率、恒电阻、恒流这些都是基本功,还有些什么编程功能通信什么的,反正我司里那台大功率负载仪我常使用的不外是恒压、恒流、恒功率这些功能。但它的费用是2W多呀。DIY的乐趣就在这里了,用5%的钱达到60%功能。
2W的贵但用着也方便,精度比较高。期待楼主的实测效果。
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2019-09-09 15:28
我也想撸一个500W左右的电子负载,可惜没有时间去搞了,建议恒压个恒流交给硬件处理,用程序来处理恒阻和恒功率模式,这样应该比较好,后面有机会一起交流交流
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荧火
LV.4
8
2019-09-09 22:37
@川理学子
我也想撸一个500W左右的电子负载,可惜没有时间去搞了,建议恒压个恒流交给硬件处理,用程序来处理恒阻和恒功率模式,这样应该比较好,后面有机会一起交流交流
我的思路和你一样噢。
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2019-09-09 23:58
@荧火
我的思路和你一样噢。[图片]
恒压恒流模式切换我准备用模拟开关,这样比较好控制
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荧火
LV.4
10
2019-09-10 22:25
@荧火
在开工之前先决定这台负载使用环境。1. 所使用的场所一般为电池组放电或老化(最大60V/50A)。2. DC电源负载测试或老化(最大100V/30A)根据上面的使用场所得出负载仪性能参数如下:1. 元件器成本在500块以下。2. 主要的使用模式为恒流多,电路设计以恒流为主体,恒压模式与恒功率模式采用软件的方式处理以节省成本。3. 负载精度暂定为1%。50A误差在0.5A左右还可以接受。4. 负载抖动率这个参数暂处理,反正我使用场合一般都不需特别注意。  经过上面的梳理,一台大功负载的基本参数要求已经给出了。一台正儿八经的大功率负载仪肯定不只这些功能,恒压、恒功率、恒电阻、恒流这些都是基本功,还有些什么编程功能通信什么的,反正我司里那台大功率负载仪我常使用的不外是恒压、恒流、恒功率这些功能。但它的费用是2W多呀。DIY的乐趣就在这里了,用5%的钱达到60%功能。

参数大概定了就开始设计电路框架了。

我把电框架分为三部份。

1. 功率散热板

2. 控制板

3. 显示板

 

为什么这样之分呢?我是有考虑的,首先这负载仪满功率时达3600W大概就是家里的烧水壶的水平,10多分钟就可以烧开一壶水。如果用散热器散热估计要20kg左右重量。 我司那台负载一个人都搬不起来。我想用水冷散热但是具体怎样做我还没有想好,所以先把散热部份与其它电路分开然后直接泡在水里散热。

控制板与显示本是做在一起的,但是又考虑到只有一颗单片机估计实时性比较差。因为恒压模式与恒功率模式都是用软件来处理。如果再加上要算显示内容实时性就差多了。所以增加了一颗单片机来处理显示与输入功能。用一颗芯来专门算恒压恒功率实时性就好多了。这样打广告也可说是双核了。

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荧火
LV.4
11
2019-09-12 23:07
@荧火
参数大概定了就开始设计电路框架了。我把电框架分为三部份。1. 功率散热板2. 控制板3. 显示板 为什么这样之分呢?我是有考虑的,首先这负载仪满功率时达3600W大概就是家里的烧水壶的水平,10多分钟就可以烧开一壶水。如果用散热器散热估计要20kg左右重量。我司那台负载一个人都搬不起来。我想用水冷散热但是具体怎样做我还没有想好,所以先把散热部份与其它电路分开然后直接泡在水里散热。控制板与显示本是做在一起的,但是又考虑到只有一颗单片机估计实时性比较差。因为恒压模式与恒功率模式都是用软件来处理。如果再加上要算显示内容实时性就差多了。所以增加了一颗单片机来处理显示与输入功能。用一颗芯来专门算恒压恒功率实时性就好多了。这样打广告也可说是双核了。
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荧火
LV.4
12
2019-09-12 23:07
@荧火
[图片]
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荧火
LV.4
13
2019-09-12 23:07
@荧火
[图片]
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heiha88
LV.1
14
2019-09-15 17:36
@荧火
参数大概定了就开始设计电路框架了。我把电框架分为三部份。1. 功率散热板2. 控制板3. 显示板 为什么这样之分呢?我是有考虑的,首先这负载仪满功率时达3600W大概就是家里的烧水壶的水平,10多分钟就可以烧开一壶水。如果用散热器散热估计要20kg左右重量。我司那台负载一个人都搬不起来。我想用水冷散热但是具体怎样做我还没有想好,所以先把散热部份与其它电路分开然后直接泡在水里散热。控制板与显示本是做在一起的,但是又考虑到只有一颗单片机估计实时性比较差。因为恒压模式与恒功率模式都是用软件来处理。如果再加上要算显示内容实时性就差多了。所以增加了一颗单片机来处理显示与输入功能。用一颗芯来专门算恒压恒功率实时性就好多了。这样打广告也可说是双核了。
3600W,这么大
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荧火
LV.4
15
2019-09-26 09:59
@荧火
[图片]
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荧火
LV.4
16
2019-09-26 09:59
@荧火
[图片][图片][图片]
共3块板子
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2019-09-26 13:06
@荧火
在开工之前先决定这台负载使用环境。1. 所使用的场所一般为电池组放电或老化(最大60V/50A)。2. DC电源负载测试或老化(最大100V/30A)根据上面的使用场所得出负载仪性能参数如下:1. 元件器成本在500块以下。2. 主要的使用模式为恒流多,电路设计以恒流为主体,恒压模式与恒功率模式采用软件的方式处理以节省成本。3. 负载精度暂定为1%。50A误差在0.5A左右还可以接受。4. 负载抖动率这个参数暂处理,反正我使用场合一般都不需特别注意。  经过上面的梳理,一台大功负载的基本参数要求已经给出了。一台正儿八经的大功率负载仪肯定不只这些功能,恒压、恒功率、恒电阻、恒流这些都是基本功,还有些什么编程功能通信什么的,反正我司里那台大功率负载仪我常使用的不外是恒压、恒流、恒功率这些功能。但它的费用是2W多呀。DIY的乐趣就在这里了,用5%的钱达到60%功能。
前排顶顶,继续支持,嘿嘿嘿
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贺小龙
LV.2
18
2019-10-04 19:40
进度如何?
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2019-10-05 17:27
@贺小龙
进度如何?


3600W?


100V 80A的负载可没3600W呢,

艾德克斯IT8513C+,120V 120A,600W,

IT8512C+,120V  60A,300W,


100V 80A的负载应该是400W,负载的实际功率是以5V时带载最大电流算,5V*80A=400W



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荧火
LV.4
20
2019-10-12 09:25
@贺小龙
进度如何?
板子回来了,正在开焊板呢。晚上上图
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荧火
LV.4
21
2019-10-12 09:29
@水乡电源
3600W?100V80A的负载可没3600W呢,艾德克斯IT8513C+,120V120A,600W,IT8512C+,120V 60A,300W,100V80A的负载应该是400W,负载的实际功率是以5V时带载最大电流算,5V*80A=400W
对是3600W,目标是3600W,实际能不到 达到先做了再说。
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2019-10-12 09:31
@荧火
板子回来了,正在开焊板呢。晚上上图
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荧火
LV.4
23
2019-10-24 21:13
@荧火
共3块板子

板子回来了,正在努力焊板子。发上来给大家看看。其中一片是铝基板。

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贺小龙
LV.2
24
2019-10-27 22:39
263的MOS?感觉你在异想天开。
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小孟2019
LV.1
25
2019-10-29 16:38
请问你为什么不做均流,你这样并管到时候肯定会火花四射!!!
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荧火
LV.4
26
2019-11-05 14:41
@荧火
[图片]板子回来了,正在努力焊板子。发上来给大家看看。其中一片是铝基板。

花了好几天时间来焊这个板,终于完成了。

终于焊好了,好痛苦呀。

清洗后就干净多了

最后来个全家福

到现在,板子焊完了。开始写代码了。

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荧火
LV.4
27
2019-11-05 14:56
@小孟2019
请问你为什么不做均流,你这样并管到时候肯定会火花四射!!!
已经有均流处理了。不会出现火花四谢。
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小孟2019
LV.1
28
2019-11-05 16:06
@荧火
已经有均流处理了。不会出现火花四谢。
请问你怎么实现均流的,可以相互探讨一下你的方案吗。我也是做这方面的。
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2019-11-05 16:13
@荧火
已经有均流处理了。不会出现火花四谢。
同问。另外,源极电阻怎么都改成了1欧?
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荧火
LV.4
30
2019-11-05 21:09
@ymyangyong
同问。另外,源极电阻怎么都改成了1欧?

我简单地说一下原理与功率元件的取值。

如果大家有认真看,其实电路可以看作6路小功率测试并联模式。每一路的最大电流设定为10A。

总电流为6*10=60 A  大于整机最大电流目标值50A。只要保证每一路的电流可以达到10A则可以完成设计目标。

每一小路的MOS管为6个,为什么选6个?当然不是为了666666.

MOS的规格书上最大功率参数为200W左右(具体多少我忘记了),那么48V的情况下就可能通过4A的电流。当然这是极限的情况,一般取值一半2A。

那么就得出就得出MOS的数量10/2=5个。取值6个是为更保险点。因为电压越高能通过的电流就越小。

关于MOS的采样电阻的值计算:

首先要确定在最高功率10A时采样电阻的电压值。因为我采用的单位片机工作电压为5V,如果值为5V则是最好的,

但是,如果功率电阻的压降为5V则电阻承受的功率为10A*5V=50W。这是很可怕的功率。

当功率电阻的压降为1V,最大功率为10A*1V=10W。这个功率是可以接受的。

那么已知U=1V,I=10A,则R=1/10=0.1R。

12个1R并联约为0.1R。

取样电阻最大功率10W,10/12=0.8W   每个电阻承受的功率为0.8W。2512封装的电阻功率为2W。取其2分之一在安全的范围内。

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keprice
LV.1
31
2019-11-05 23:20
@荧火
我简单地说一下原理与功率元件的取值。如果大家有认真看,其实电路可以看作6路小功率测试并联模式。每一路的最大电流设定为10A。总电流为6*10=60A 大于整机最大电流目标值50A。只要保证每一路的电流可以达到10A则可以完成设计目标。每一小路的MOS管为6个,为什么选6个?当然不是为了666666[图片].MOS的规格书上最大功率参数为200W左右(具体多少我忘记了),那么48V的情况下就可能通过4A的电流。当然这是极限的情况,一般取值一半2A。那么就得出就得出MOS的数量10/2=5个。取值6个是为更保险点。因为电压越高能通过的电流就越小。关于MOS的采样电阻的值计算:首先要确定在最高功率10A时采样电阻的电压值。因为我采用的单位片机工作电压为5V,如果值为5V则是最好的,但是,如果功率电阻的压降为5V则电阻承受的功率为10A*5V=50W。这是很可怕的功率。当功率电阻的压降为1V,最大功率为10A*1V=10W。这个功率是可以接受的。那么已知U=1V,I=10A,则R=1/10=0.1R。12个1R并联约为0.1R。取样电阻最大功率10W,10/12=0.8W  每个电阻承受的功率为0.8W。2512封装的电阻功率为2W。取其2分之一在安全的范围内。

263的mos?还一个个挤一起。怕不是功率大了各种炸管

电子负载都是用247的管子,每个管子至少间隔3cm

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