Carga electrónica

[micro_pepe]

OK, Carlos, muchas gracias, es un buen punto de partida 

Saludos!!!

[juaperser1]

Perdón por mi ignorancia pero podéis explicarme a que OS referís con carga electronica, o que es directamente? Intuyo que el circuito es la carga pero que finalidad tiene?

Un saludo.

[micro_pepe]

Perdón por mi ignorancia pero podéis explicarme a que OS referís con carga electronica, o que es directamente? Intuyo que el circuito es la carga pero que finalidad tiene?

Un saludo.

Pues no es más que un instrumento de laboratorio para probar fuentes de alimentación, cargadores de baterías, y baterías, que yo sepa, puede que tenga otros usos pero principalmente esos.

Una fuente de alimentación por ejemplo no basta con medir su voltaje y ver que es el correcto, hay que probarla con un consumo de corriente, puede que no sea capaz de mantenerlo, ahí pones la carga y ves el comportamiento para diferentes corrientes de consumo.

Espero haberte aclarado algo tus dudas.

Saludos!!!

[micro_pepe]

Bueno, como driver para los transistores he pensado en algo como el adjunto, lo que dudo es si utilizar Q2 y Q4 para limitar la corriente máxima, actua sobre 10A y en corrientes cercanas tiene sentido, pero pongamos que lo hago funcionar a 50v y 2A por transistor, esa corriente no le va ha hacer ni cosquillas al limitador y si hay descompensaciones entre Q3 y Q5 no lo va a resolver ¿es util su uso?

Si lo elimino podría poner R4 y R7 de menor valor y por consiguiente de menor potencia y tamaño, emparejando los transistores por Beta claro.

Saludos!!!

[Chaly29]

Hola micro_pepe, iremos por partes:

Bueno, como driver para los transistores he pensado en algo como el adjunto, lo que dudo es si utilizar Q2 y Q4 para limitar la corriente máxima, actua sobre 10A y en corrientes cercanas tiene sentido, pero pongamos que lo hago funcionar a 50v y 2A por transistor, esa corriente no le va ha hacer ni cosquillas al limitador y si hay descompensaciones entre Q3 y Q5 no lo va a resolver ¿es util su uso?

Si lo elimino podría poner R4 y R7 de menor valor y por consiguiente de menor potencia y tamaño, emparejando los transistores por Beta claro.

Saludos!!!

El circuito de protección tiene sentido, y tal como lo dices si las corrientes son cercanas a los 20A (10 en cada transistor), para bajas corrientes no es de mucha ayuda.
De todas maneras el circuito de protección está mal diseñado, ya que actúan independientemente uno del otro, o sea que cada transistor se protege por separado, dejando al otro a su suerte y con la posibilidad de una auto oscilación, de todas maneras puede ser válido.
Si lo eliminas, pues no debes eliminar ni bajar los valores de R4 y R7, ya que las mismas son las que realizan el "balanceado" entre ambos transistores, y aparear externamente transistores BJT te diría que es una misión casi imposible, y desde ya por lo menos deberás de comprar 100 transistores y con suerte encontrarás 2 similares (estas dispuesto a comprar 100 MJ15003)
De todas maneras las resistencias de base R2 y R5 son muy grandes para esos transistores, debes de calcular que no deben de tener una ganancia mayor a 20.

Yo creo que lo primero que debes de hacer es definir las características que poseerá tu carga resistiva y a valores realistas y no imposibles o casi.
Por ejemplo, tensión máxima y mínima permitidas.
Corrientes máximas y mínimas.
Potencia máxima a disipar.

Ya con estos datos podemos plantearnos que requerimientos debe poseer el circuito y como encararlo. Espero tus respuestas.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Pda. como ya vas a ver a medida que avances en el proyecto, trabajar con unos pocos watts no es lo mismo que andar superando los 100 o 200 

[juaperser1]

Pues no es más que un instrumento de laboratorio para probar fuentes de alimentación, cargadores de baterías, y baterías, que yo sepa, puede que tenga otros usos pero principalmente esos.

Una fuente de alimentación por ejemplo no basta con medir su voltaje y ver que es el correcto, hay que probarla con un consumo de corriente, puede que no sea capaz de mantenerlo, ahí pones la carga y ves el comportamiento para diferentes corrientes de consumo.

Espero haberte aclarado algo tus dudas.

Saludos!!!

Muchas gracias micro_pepe, me lo has aclarado perfectamente.

[micro_pepe]

Bueno, las especificaciones serian las siguientes:

- Voltaje minimo: 2v (Vce sat=1v y Vr7,4=0.7v quizas 2v sea un poco justo, habrá que verlo).
- Voltaje máximo: 75v.

- Corriente mínima: 100mA.
- Corriente máxima: 20A.

- Potencia máxima: 200w (en todo momento estaría limitada por un microcontrolador).

El disipador lo he calculado de esta forma:

Tj max = 200ºC
K = 0.85 (margen de seguridad)
Tambiente = 40ºC
Pmáx = 100w
Rjc = 0.7ºC/w
Rcd = 0.2 (asumiendo contacto directo y silicona térmica. Los colectores sin aislar en el mismo disipador obliga a que tengan contacto electrico, en principio no problema).

Rth = [((200*0.85) - 40)/100 ] - 0.7 - 0.2 = 0.4ºC/w

Si los transistores van juntos: Rth = 0.4 / 2 = 0.2ºC/w

Dispongo de un disipador bastante grande, que con un ventilador puede que llegue a 0.2ºC/w, lo tengo que medir. Buff... creo que ni de coña, es similar al de los adjuntos.

Saludos!!!

PD: Comprar 100 transistores es una burrada, yo pensé que con 4 ó 5 podría emparejarlos  

[Chaly29]

Hola micro_pepe, déjamelo pensar un poco, esos 2 volts de mínima son bien bajos, pero le encontraremos una solución buena.

Con ese perfil de disipador, necesitarías como 20 centímetros del mismo si no deseas ventilación forzada. Esto que te comento es a puro ojimetro 

Un saludo.

Atte, CARLOS.

[micro_pepe]

Hola micro_pepe, déjamelo pensar un poco, esos 2 volts de mínima son bien bajos, pero le encontraremos una solución buena.

Con ese perfil de disipador, necesitarías como 20 centímetros del mismo si no deseas ventilación forzada. Esto que te comento es a puro ojimetro 

Un saludo.

Atte, CARLOS.

Bueno, tengo otros dos más pequeños, puedo poner un transistor en cada uno, he medido la resistencia termica con ventilación y tienen algo menos de 0.4ºC/W.

Tengo que hacer el pedido, ¿el MJ15003 es adecuado? el circuito de protección y excitación ¿alguna idea?

Saludos!!!

[micro_pepe]

Continuamos hablando de la carga electrónica aquí, sobre este otro hilo que empezó a desviarse:

http://www.todopic.com.ar/foros/index.php?topic=46051.165

Saludos!!!

[micro_pepe]

Nos basamos en estos esquemas:

Por otro lado, si quieres construir una carga fantasma (Dummy load) que soporte hasta 50V y 600W, acá te dejo un circuito.

Carga Fantasma.png
(22.64 kB, 1827x1617 - visto 904 veces)

Este circuito es bastante complejo, o sea se puede simplificar, este esquema tiene la posibilidad de probar a tensión constante (prueba de circuitos de cargadores de baterías, fuentes de corriente constante) o a corriente constante (prueba de fuentes de alimentación y baterías) y aparte posee 2 escalas (hasta 5A o 60W y hasta 50A o 600W ).

En tu caso solo necesitas probar a corriente constante y con una sola escala bastaría, por lo que se puede simplificar mucho. Aparte necesitarías 2 de estos circuitos para poder probar cada ramal de salida de la fuente.

Si deseas puedo guiarte en la construcción y reformarlo si no lo quieres tan complejo.

La ventaja? Puedes probar la potencia de salida con una regulación de mucha precisión y por supuesto, la regulación es constante, no hay que andar conectando ni desconectando nada, se regula con el movimiento de un potenciómetro.

Espero tus comentarios.

Un saludo.

Este es el manual de una carga electronica Agilent de 300W. En la página 90 esta la etapa de potencia.

http://ridl.cfd.rit.edu/products/manuals/Agilent/power%20supplies/CD1/service/6060ser.pdf

Sin título.jpg
(101.08 kB, 795x464 - visto 861 veces)

El primer esquema utiliza transistores bipolares, entonces son necesarias resistencias de equalización en los emisores, para salvar las diferencias entre un transistor y otro. Las caracteristicas de esto son estas:

Hola micro_pepe, para el cálculo de la resistencia de emisor, se hace dividiendo la tensión Vbe por la intensidad máxima que circulará por cada transistor.

Si tenemos en cuenta los 25A que mencionas, sería una media de 6.25A, que según los cálculos mencionados sería una resistencia de solo 0.7V / 6.25A = 0.11 ohms.

Pero acá tenemos otro drama, como tu la vas a usar con tensiones tan dispares (de 12V saltamos a 60V) y tenemos tan poca cantidad de transistores, y trabajando al límites de posibilidades (combinación para nada recomendable), pues la resistencia debe de ser mayor para poder "balancear" los transistores cuando estén trabajando solo con 1.25A y 60V.

Con una resistencia de solo 0.11 ohms, y una corriente de 1.25A en 60V, la caída de tensión en la resistencia sería de solo 0.11 x 1.25 = 0.1375V lo cual no alcanzaría para balancear correctamente los los transistores.

Por lo tanto la resistencia deberá ser de 0.7V / 1.25A = 0.56ohms

Cuando estés trabajando con solo 12V y la corriente sea de 6.25A:

0.56 ohms x 6.25A = 3.5V
3.5V x 6.25A = 22W

Por lo tanto necesitarías resistencias de 0.56 ohms y 30W por cada emisor, o lo que es lo mismo y yo te recomendaría sería que uses 6 resistencias en paralelo de 3.3 ohms y 5W por cada transistor de salida. Un total de 24 resistencias y 88W disipador en ellas 

Por otro lado, con 25A de carga. las tensiones quedarían de la siguiente manera.

3.5V para las resistencias.
0.7V para Vbe de los transistores.
5V para la excitación del mosfet (que ya debe de ser un IRFP460)
1.5V del rail positivo del operacional

Un total de 10.7V, lo que está muy próximo a la tensión de alimentación, por lo que para tu caso la tensión del ramal positivo debería de ser de por lo menos 15V (lo ideal sería 18V y habría que agregar ciertas protecciones al mosfet), y para el negativo te recomendaría que uses -5Vcc, ya que no tiene sentido usar -12Vcc.

Espero entiendas todo el formulerío.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Para el segundo esquema, puesto que usa MOSFET y la utilización de resistencias de equalización no son nada optimas, se usan dos operacionales por transistor, para hacer una equalización electrónica, y en este esquema estoy ahora mismo, intentando averiguar como hago funcionar la carga de la página 90, como carga de corriente y de tensión.

Saludos!!!

[Yoshua]

En la agilent la entrada IPROG seria la compuerta del mosfet y la salida IMON seria la salida desde la resistencia sensora de corriente.

[micro_pepe]

En la agilent la entrada IPROG seria la compuerta del mosfet y la salida IMON seria la salida desde la resistencia sensora de corriente.

De acuerdo, para que funcione como carga de corriente constante, IPROG es la salida del operacional, y IMON la entrada no inversora, segun este esquema:

ConstantCurrent.jpg
(26.49 kB, 716x257 - visto 775 veces)

Y para que funcione como carga de voltaje constante, sería IPROG a la salida del operacional, y tendría que poner el divisor de voltaje R2-R3, segun este esquema:

ConstantVoltage.jpg
(27.38 kB, 644x239 - visto 779 veces)

¿Correcto? Aunque no termino de netender en el esquema Agilent, U1 está configurado como sumador inversor, entonces el voltaje que apliquemos a IPROG debería ser negativo, o invertir los pines de entrada al operacional en los dos esquemitas anteriores.

Saludos!!!

[Chaly29]

Hola micro_pepe, exactamente eso es lo que hace la agilent, (lo que posteaste con los esquemitas), per cuando vas a usar 2 o más mosfet, lo que se hace es repetir el circuito, los mosfet no se aparean tan fácilmente.

Tienes un pequeño error en los esquemas, en el circuito de corriente contante, la tensión de referencia entra por la entrada no inversora. Mientras que en el de tensión constante la tensión de referencia entra por el pin inversor.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

[Chaly29]

Hola micro_pepe, te respondo aquí lo que posteaste en el otro tema

Hola micro_pepe

pero que pasa con 1A por ejemplo, serian 0.1A por rama, que son 0.1V de caida en la resistencia, que es un valor muy bajo... pongamos que está muy descompensado y por un transistor circulan 0.3A, si usamos 100v serían 30w disipados, que no es muy grabe para el transistor.

.....

Respuesta, cuando entra en la zona "desbalanceada" ya no hay problema porque no existe tanto calentamiento.

Con 4 transistores, tambien es válido, supongo.

Si, es válido dentro de ciertos límites y vos los excediste mucho 

stk usará la carga electrónica para probar fuentes de amplificadores, pero ete aquí que estas fuentes, cuando tiene poca tensión, también tienen poca potencia, y cuando la tensión es elevada (60 u 80V por ejemplo) recién ahí se necesita la ecualización, con fuentes chicas la carga ni se esfuerza

Pero lo que tu propones, es tanto en 12V como en 60V siempre al máximo, lo cual es mucho más exigente que lo que desea hacer stk500 y por lo tanto, lo que expliqué anteriormente en tu caso no se aplica.

Usando 4 transistores son necesarias muchas resistencias, y 10 transistores tambien ocupan espacio... no sé que solución es mejor.

La otra única solución posible es balancear los transistores electrónicamente, pero para esto, por lo menos necesitas de 1 amplificador operacional por cada transistor, y en este caso si convendría usar mosfet.

Un saludo.

Atte. CARLOS.

Segun veo en la carga que posteó Yoshua (pag 90):

http://ridl.cfd.rit.edu/products/manuals/Agilent/power%20supplies/CD1/service/6060ser.pdf

lo que hace, es ecualizar todos los Mosfet para que circule la misma corriente por cada uno de ellos, con esto veo claramente que funcione como carga de corriente constante (para probar fuentes de voltaje), pero no veo que pueda funcionar como carga de voltaje constante (para probar fuentes de corriente, como cargadores de baterías) ¿es así?

Que no lo veas claramento no significa que no esté, de hecho, estoy casi seguro que dispone de esa opción.

Por supuesto, si tu deseas hacer una carga para ambas opciones, habrá que diseñar circuitería específica con componentes discretos y al alcance del usuario "normal", pero si se puede hacer, si esta es tu pregunta. Sería algo así como un rejunte de estos circuitos que posteaste y parte del circuito que potee yo.

Un saludo.

Atte. CARLOS.