用于測試電源和放大器的虛擬負(fù)載電路

以下文章解釋了兩個簡單的虛擬負(fù)載電路：第一個可用于測試大電流電源，第二個設(shè)計可用于測試大型功率放大器。

假設(shè)您有一個 10 安培的電源，并且您想通過某種可以吸收 10 安培電流的虛擬負(fù)載來確認(rèn) 10 安培的輸出。為此，您必須使用許多串聯(lián)和并聯(lián)的高功率電阻器構(gòu)建一個 10 安培的吸電流。這種安排可能非常繁瑣和笨重。

相反，可調(diào)晶體管化虛擬負(fù)載電路可以通過從電源吸收10 A電流來更有效地完成工作，并幫助用戶確認(rèn)電源實際上能夠提供預(yù)期的10 A電流。

在該電路中，可以優(yōu)化和調(diào)整高功率晶體管，以某種特定速率吸收或分流電源電流，這可以通過電位計進行調(diào)整，從而使程序非常平穩(wěn)和準(zhǔn)確。

您可以使用這個虛擬負(fù)載電路，以最大峰值輸出電流測試電源和相關(guān)設(shè)備，而無需求助于功率電阻器陣列，它只不過是一個簡單的晶體管吸電流電路。

無需昂貴的無感電阻器，可調(diào)吸電流允許在大范圍內(nèi)快速調(diào)整負(fù)載，而與電壓源無關(guān)。因此，每次更改被測電源或設(shè)備的電壓和/或輸出電流特性時（例如在測試電源期間），都無需擺弄功率電阻器。

電路的工作原理

電流負(fù)載由晶體管QL1和QL2共享，它們由其發(fā)射極電阻R1和R2平衡，其數(shù)量應(yīng)在.2歐姆至.1歐姆范圍內(nèi)。

因此，只需連接功率晶體管QL1和QL2，我們就可以將電路的電流負(fù)載能力提高到我們想要的任何水平，而僅受晶體管的絕對限制。

一些常見的垃圾箱型負(fù)載晶體管，例如NPN 2N3055，可能配備60伏的VCE，約15安培的IC和115瓦的功耗。

因此，在其他方面都是相同的，在評估低壓電源時，功耗是要考慮的最重要特性。

例如，通過將四個普通垃圾箱 2N5885 與四個 0.1 歐姆、5 瓦發(fā)射極電阻并聯(lián)，您可以連續(xù)處理 30 伏、20 安培的電壓。2N5885 具有與 2N3055 相似的特性，但功耗在 200 瓦范圍內(nèi)，集電極電流 Ic 約為 25 安培。

此外，如果采用具有高VCE規(guī)格的晶體管，也可以測試高壓電源。

在任何一種情況下，負(fù)載晶體管（QL1和QL2）的基極都由通過電池或直流電源的預(yù)定“調(diào)節(jié)”電流控制。該預(yù)設(shè)電流調(diào)節(jié)流經(jīng)Q1的電流，Q1控制負(fù)載晶體管QL1和QL2的基極電流。

預(yù)重置調(diào)節(jié)，電位計R3，控制最高允許電流消耗，而電流調(diào)節(jié)，電位計R4，設(shè)置電流范圍。

晶體管Q1是典型的TIP35A，一種NPN硅功率晶體管，可承受高達350的電壓，額定集電極電流為1安培。

在這個虛擬負(fù)載電路中，任何具有50-150 hfe的NPN硅功率晶體管就足夠了。2N5682是Q1的另一種可能性。

如何設(shè)置

PRESET 電位計 R3 的設(shè)置電平由所用晶體管的 beta 定義，較高負(fù)載閾值由負(fù)載晶體管決定。

最大負(fù)載由電位計R3調(diào)節(jié)，如果安裝了可選的電流表或外部電流表，則可以輕松調(diào)節(jié)電流水平。首先，將電流預(yù)設(shè)電位計R3調(diào)整至最大值，將電流可調(diào)電位器R4調(diào)整至最低電阻。

接下來，測量連接到此有源虛擬負(fù)載的適當(dāng)電源消耗的電流，并調(diào)整電流預(yù)設(shè)以實現(xiàn)您打算實現(xiàn)的最大負(fù)載;僅此而已！

所需的最大功率耗散由所采用的負(fù)載晶體管的數(shù)量和類型決定。

因此，如果您長時間以過大電流驅(qū)動大量電壓，請不要超過其最大功率耗散，否則您可能會炸毀負(fù)載晶體管。

或者，如果你允許負(fù)載晶體管溫度在短時間內(nèi)歸一化，它可能會讓你超過它們的連續(xù)功耗極限。

嘗試實施不超過其最佳工作溫度的中等占空比。

該項目不提供組件清單，因為這樣做會破壞該項目的目標(biāo)，該項目將由垃圾箱零件制成。之所以選擇9伏晶體管電池，是因為它像電隔離的最佳控制電源一樣工作，同時將費用降至最低。

用于測試功率放大器的虛擬負(fù)載

以下虛擬負(fù)載電路可有效用于測試具有8歐姆揚聲器規(guī)格的大型功率放大器。

該電路很容易構(gòu)建，但是在構(gòu)建之后，在測試之前，請確保仔細(xì)檢查以下條件：

檢查風(fēng)扇，確保其正確旋轉(zhuǎn)并在打開時產(chǎn)生最佳微風(fēng)。

使用 J1、J2 上的歐姆表檢查，您必須在儀表上看到 8 歐姆。在 J3、J4 上執(zhí)行相同的操作，結(jié)果應(yīng)該是相同的，即儀表上的 8 歐姆讀數(shù)。

要測試具有此虛擬負(fù)載的功率放大器，必須將放大器輸出連接到J1和J2。優(yōu)選地，將放大器輸出的接地側(cè)與J2連接。

將失真分析儀儀表連接到 J3、J4。

將1 kHz振蕩器頻率連接到放大器的輸入端。

打開風(fēng)扇，然后打開放大器和 1 kHz 振蕩器。

之后，您可以在失真分析儀儀表上檢查放大器失真響應(yīng)。

確保使用冷卻風(fēng)扇，以有效地使虛擬負(fù)載電阻器冷卻至少 5 分鐘。

不建議在 5 分鐘內(nèi)測試虛擬負(fù)載，否則可能會損壞電阻器。

請記住使用非繞線型電阻器，因為繞線電阻器可能會產(chǎn)生電感并在失真分析儀儀表上產(chǎn)生錯誤的結(jié)果，并可能導(dǎo)致電阻器過熱。