что можно использовать в качестве нагрузки для блока питания
Что можно использовать в качестве нагрузки для блока питания
Так как в тренде сейчас максимальное удешевление при производстве – то некачественный товар быстро доходит до дверей ремонтника. При покупки компьютера (особенно первого) – многие выбирают корпус «самый красивый из дешёвых» со встроенным БП – а многие даже не знают, что там есть такое устройство. Этот «скрытый девайс» на котором очень хорошо экономят продавцы. Но платить за проблемы будет покупатель.
О главном
Сегодня мы затронем тему ремонта компьютерных блоков питания, а точнее их первичной диагностики.Если есть проблемный или подозрительный БП – то диагностику желательно проводить отдельно от компьютера (на всякий случай). И поможет нам в этом вот такой агрегат:
Блок состоит из нагрузок на линиях +3.3, +5, +12, +5vSB (дежурное питание). Он нужен для имитирования компьютерной нагрузки и измерения выходных напряжений. Так как без нагрузки БП может показать нормальные результаты – а в нагрузке могут проявляться многие проблемы.
Подготовительная теория
Грузить будем чем попало (что найдете в хозяйстве) – мощные резисторы и лампы.
У меня валялись 2 автомобильные лампы 12V 55W/50W – две спирали (дальний/ближний свет). Одна спираль испорчена – будем использовать вторую. Покупать их не нужно – спросите у знакомых автомобилистов.
Резисторы можно искать в старых приборах (ламповые телевизоры, радиолы) с сопротивлением(1-15 Ом).
Можно также использовать нихромовую спираль. Мультиметром подбираем длину с нужным сопротивлением.
Загружать будем не по полной а то 450W в воздух получится обогреватель. А ватт на 150 будет нормально. Если практика покажет что нужно больше – добавим. Кстати это примерное потребление офисного ПК. А лишние ваты рассчитаны по линиям +3.3 и +5 вольт – которые мало используются – примерно по 5 ампер. А на этикетке жирно написано по 30А –а это 200ватт которые ПК не может использовать. А по линии +12 часто не хватает.
Для нагрузки у меня в наличии:
Для расчётов будем использовать формулы в очень удобном виде (у меня висит на стене – всем рекомендую)
Итак выбираем нагрузку:
— линия +3.3В – используется в основном для питания оперативной памяти – примерно 5ватт на планку. Будем грузить на
10ватт. Вычисляем нужное сопротивление резистора
R=V 2 /P=3.3 2 /10=1.1 Ом таких у нас нет, минимальный 5.1ом. Вычисляем сколько он будет потреблять P=V 2 /R=3.3 2 /5.1=2.1W–мало, можно поставить 3 параллельно – но получим всего 6W на троих–не самое удачное использование таких мощных резисторов (на 25%) – да и место займут большое. Я пока не ставлю ничего – буду искать на 1-2 Ома.
— линия +5В–мало используется в наши дни. Смотрел тесты – в среднем кушает 5А.
— линия +12В – самая востребованная. Тут и процессор, и видеокарта, и некоторые малоежки (кулеры, накопители, ДВД).
Будем грузить на целых 155ватт. Но раздельно: 55 на разъём питания материнской платы, и 55 (+45 через переключатель) на разъём питания процессора.Будем использовать автомобильные лампы.
— линия +5VSB – дежурное питание.
5ватт. Есть резистор 8.2ом 5w, пробуем его.
Вычисляем мощностьP=V 2 /R=5 2 /8.2=3Wну и хватит.
— линия -12В – тут подключим вентилятор.
Фишки
Еще в корпус добавим малогабаритную лампу 220В 60W в разрыв сети 220В. При ремонте часто используется для выявления КЗ (после замены каких-то деталей).
Собираем девайс
По иронии судьбы – корпус будем использовать тоже от компьютерного БП (нерабочего).
Гнёзда для разъёма питания материнки и процессора выпаиваем с неисправной материнки. К ним припаиваем кабеля. Цвета желательно выбрать как на разъёмы от БП.
Готовим резисторы, лампы, лед-индикаторы, переключатели и разъём для измерений.
Крутим, сверлим, паяем – и готово:
По виду должно быть все понятно.
Бонус
Изначально не планировал, но для удобства решил добавить и вольтметр. Это сделает прибор более автономным – хотя при ремонте мультиметр все равно где-то рядом лежит. Смотрел на дешевые 2-ух проводные (которые питаются от измеряемого напряжения) – 3-30 В – как раз нужный диапазон. Просто подключив к разъёму для измерений. Но у меня был 4,5-30 В и я решил поставитьуже 3-х проводной0-100 В – и питать его от зарядки мобильного телефона (тоже в корпус добавил). Так он будет независим и покажет напряжения от нуля.
Фейс-контроль
Пару слов о переключателях.
S1– выбираем способ подключения: через лампу 220В (Выкл) или напрямую (Вкл). При первом запуске и после каждой пайки – проверяем через лампу.
S2 – подается питание 220В на БП. Должно заработать дежурное питание и загореться LED +5VSB.
S3 – замыкается PS-ON на землю, должен запустится БП.
S4 – добавка 50W на линии процессора. (50 там уже есть, будет 100W нагрузки)
SW1 – Переключателем выбираем линию питания и проверяем по очереди если все напряжения в норме.
Так как измерения у нас показывает встроенный вольтметр,то в разъёмы можно подключить осциллограф для более глубокого анализа.
Кстати
Пару месяцев назад купил около 25 БП (у закрывающиеся конторы по ремонту ПК). Половина рабочие, 250-450 ватт. Покупал как подопытных кроликов для изучения и попытки ремонта. Блок нагрузки как раз для них.
Как выбрать электронную нагрузку
Раньше для того чтобы проверить, например, блок питания под нагрузкой, использовали простейшие решения: резисторы или лампочки. Но с распространением мощных полупроводниковых компонентов, а также появлением не менее мощных источников питания стало возможным сделать этот процесс удобнее, применив электронный эквивалент нагрузки.
В этой статье мы расскажем о типах электронных нагрузок и их основных режимах работы. Постараемся сориентировать, на какие основные рабочие характеристики нагрузок стоит обратить внимание.
| Время чтения: 27 минут |
 Автор статьи — Андрей Кириченко |
Электронная нагрузка: на что обратить внимание
Функция нагрузки – электронной или с мощными резисторами – переводить отбираемую от источника энергию в тепло, поэтому большую часть у них занимает силовой узел с системой охлаждения. Исключение составляют электронные нагрузки с функцией рекуперации, возвращающие до 95% энергии обратно в сеть, но они дороги и встречаются редко.
Соответственно при выборе нагрузки надо отталкиваться от следующих критериев:
Если при выборе характеристик все понятно и логично, то насчет максимального напряжения стоит сказать отдельно. Общая цепь измерения включает в себя провода, разъемы, токоизмерительные шунты и силовой узел. При этом минимальное падение на транзисторах зависит от того, на какое напряжение они рассчитаны и, купив нагрузку рассчитанную на большое напряжение «с запасом», можно попасть в ситуацию, когда она не сможет создать заявленный ток при малом напряжении.
Пример — тестирование аккумуляторов, особенно LiFePO4 и LTO, где напряжение может быть меньше чем 2 вольта и, если в начале ток будет равен установленному, то к концу разряда он будет падать. Это проявляется при комбинации максимального тока нагрузки и минимального напряжения источника.
Простые электронные нагрузки работают в режиме генератора тока, то есть они стабилизируют ток в цепи подключенного к ним источника, но это не подходит для тестирования источников, которые сами являются генераторами тока, например зарядных устройств. Для упрощенного понимания можно сказать, что источник напряжения (блок питания, аккумулятор) нагружают стабилизатором тока, а источник тока (зарядное устройство) соответственно стабилизатором напряжения, в противном случае они будут конфликтовать.
На самом деле, режимов больше двух, но основных четыре:
CC или Constant Current – стабилизация тока.
CV или Constant Voltage – стабилизация напряжения, нагрузка не дает напряжению подняться выше установленного значения путем увеличения тока.
CP (CW) или Constant Power – стабилизация мощности, устройство варьирует ток так, чтобы потреблялась установленная мощность.
CR или Constant Resistance – стабильное сопротивление, автоматическое изменение тока нагрузки в зависимости от входного напряжения.
Графические изображения режимов работы электронных нагрузок.
Кроме того, если для резистора или лампочки род тока не имеет значения, то электронные нагрузки делятся на два класса — постоянного и переменного тока.
И, конечно, нагрузки различают по сервисным функциям: самые простые, с обычным ампервольтметром; более сложные, c микроконтроллером, умеющие считать прошедшую через них емкость; модели с подключением к компьютеру; программируемые электронные нагрузки, для которых задается алгоритм работы, эмуляция нагрузки с пульсирующим током, комбинации режимов, функции анализа и пр.
Чаще всего силовой узел строится на базе полевых транзисторов. Управлять ими несложно, но важнее то, что они нагружают источники почти от нулевого напряжения. Существуют также электронные нагрузки на биполярных транзисторах, которые лучше работают в линейном режиме. И третий вариант — IGBT транзисторы. Применяются там, где нужна большая мощность.
Собираем электронную нагрузку своими руками
Нагрузка из нескольких компонентов
Простейшую электронную нагрузку, работающую в режиме CC (как, впрочем, и CV) можно сделать самому из нескольких компонентов: операционного усилителя, транзистора и пары резисторов. Она конечно, будет иметь недостатки, но будет работать.
Схема простейшей электронной нагрузки из операционного усилителя, транзистора и двух резисторов.
Переменным резистором задаем ток, а постоянный используется в качестве измерительного.
Для повышения стабильности работы схему придется усложнить, но все равно она будет доступна для повторения начинающему радиолюбителю. На рисунке ниже расположена схема электронной нагрузки.
Добавление в цепь дополнительных резисторов и конденсатора сделает нагрузку более стабильной.
Такой же вариант существует и в готовом виде. Он нагружает током до 10 А источники с напряжением до 100 В и с мощностью до 75 Вт. Для подобной платы потребуется докупить только радиатор, маломощный блок питания и переменный резистор для регулировки тока.
Компоненты для создания простейшей электронной нагрузки.
Но у показанных выше вариантов схем есть недостатки: малая мощность, а если собирать самому, то придётся искать и покупать отдельные компоненты, изготавливать печатную плату и т.д. Поэтому для начинающего радиолюбителя подойдёт набор комплектующих для сборки электронной нагрузки на ОУ lm324 в который входит все, что нужно.
 |  |
Силовые модули Sousim работают в режимах CC и CV и имеют в конструкции микроконтроллер.
Вариант нагрузки с мощностью 300 Вт, током 40 А и напряжением до 150 В, режимами CC и CV (при половинной мощности) и измерением емкости аккумуляторов.Тестируем аккумуляторы
Если вы не занимаетесь ремонтом блоков питания, но иногда требуется измерить емкость аккумулятора, то есть более узкоспециализированные платы. Они работают, как и обычная электронная нагрузка, но гораздо больше подходят для теста батарей. В этом случае аккумулятор сначала заряжается любым подходящим зарядным устройством, а затем разряжается при помощи такой нагрузки.
Максимальное напряжение нагрузки ZB206+ (слева) 8,5 В, что подходит для теста двух последовательно включенных литий-ионных аккумуляторов, ток 2,6 А, мощность до 12 Вт.
ZPB30A1 (справа) мощнее, до 60 Вт, 10 А и 30 В.
При этом обе имеют возможность четырехпроводного подключения и функцию измерения внутреннего сопротивления аккумулятора.
Универсальные функциональные нагрузки
ZKETECH: стабильность и большой функционал
Те, кто кочет получить стабильно работающее устройство с большим функционалом без работы паяльником, могут обратить внимание на электронные нагрузки ZKEtech. Это китайская фирма, специализирующаяся как раз на подобных устройствах.
Их изделия делятся на два класса:
EBD — обычные электронные нагрузки.
EBC — электронные нагрузки совмещенные с зарядным устройством, представляющие собой тестер аккумуляторных батарей. Они отличаются по мощности, току и по напряжению.
Но перед тем, как перейти к общему описанию моделей, стоит сказать об особенностях устройств этой фирмы.
1. Все устройства поддерживают подключение к компьютеру, это необходимо как для управления, так и для построения графиков тока, напряжения и мощности, а у моделей серии EBC и работу по программе.
Кроме того, если у вас несколько электронных нагрузок ZKEtech, то ими можно управлять одновременно из одного окна ПО, они доступны в дополнительных вкладках в левом верхнем углу окна.
Подобный функционал необходим для контроля и удобен для построения групповых графиков, на которые можно наложить до 9 кривых.
2. Все нагрузки имеют четырехпроводное подключение, что сразу снимает проблему корректности измерения. Для этого у нагрузок имеется четыре клеммы.
Четыре клеммы у нагрузок: две для силового подключения и две для измерения.
 |
EBC-A05+ – более функциональна, так как имеет в составе зарядное устройство. Его мощность достигает 60 Вт при напряжении до 30 В и токе до 5 А. Эта модель оформлена в корпусе, комплектуется блоком питания и кабелем для подключения к компьютеру. Нагрузка подходит для измерения емкости аккумуляторов, рассчитанных на небольшой ток: мобильных телефонов, планшетов, смартфонов, ноутбуков.
Если необходимо тестировать аккумуляторы, с большой токоотдачей, то здесь лучше подойдет EBC-A20, который также содержит в составе зарядное устройство, но максимальный ток составляет 20 А. Его максимальная мощность 85 Вт. Таким током получится нагружать только до напряжения 4,25 В.
EBC-A20 поддерживает работу и при входном напряжении до 30 В с пропорциональным снижением тока.
Эта модель подойдет для заряда и тестирования свинцово-кислотных батарей, позволяя заряжать их током до 5 А и разряжать током до 6 А. Как и у других нагрузок, подключение здесь четырехпроводное, пары проводов соединены непосредственно на «крокодилах».
 |
Модель EBC-A10H послужит универсальным решением, например, для тестирования блоков питания, измерения емкости аккумуляторов и их заряда. Она обеспечивает ток нагрузки до 10 А, ток заряда до 5 А, но при этом её максимальная рассеиваемая мощность составляет уже 150 Вт, что заметно больше предыдущих. Управление осуществляется при помощи нажимного энкодера, потому управлять ею автономно удобнее чем предыдущими, хотя она также подключается к компьютеру.
Внешне EBD-A20H похожа на EBC-A10H, разница только в других клеммах и боковом расположении вентилятора.
Условная схема режима динамической нагрузки, в котором ток потребления меняется с заданной частотой и скважностью.
Если все напряжения в норме, можно собрать схему до конца и попробовать нагрузить схемку. 
Вроде все работает хорошо, можно настроить эквивалент резистора. Выставляю на блоке питания 1В и подкрутив подстроечный R23 добиваюсь тока 1А если хочу регулировку от 1Ома и 0,5А если хочу регулировку от 2Ом, а дальше по закону Ома 😉
Установка напряжения автоматического отключения осуществляется резистором R14. Для настройки к нагрузке подаю 10,8В, устанавливаю небольшой ток допустим 100мА и резистором R14 добиваюсь отключения нагрузки от БП.