Geschakelde belastingsweerstandbank met kleinere stapgrootte - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Load Resistor Banks zijn vereist voor het testen van stroomproducten, voor de karakterisering van zonnepanelen, in testlaboratoria en in industrieën. Reostaten zorgen voor continue variatie in belastingsweerstand. Naarmate de weerstandswaarde echter wordt verlaagd, neemt ook het vermogen af. Bovendien hebben reostaten serie-inductantie.

Enkele van de gewenste kenmerken van een belastingsweerstandbank zijn:

1) Serie-inductantie moet zo klein mogelijk zijn

2) Kleinere stapgrootte

3) Naarmate de belastingsweerstand wordt verminderd, moet het vermogen toenemen.

Hier wordt een ontwerp van een belastingsweerstandbank gegeven. Het bijzondere aan dit ontwerp is de kleinere stapgrootte met minder schakelaars en weerstanden.

Stap 1: Benodigd materiaal

Hieronder volgt de stuklijst:

1) PCB voor algemeen gebruik 12" x 2,5" - 1 stuk

2) Rechthoekige aluminium buis (12" x 2,5" x 1,5") - 1 stuk

3) Weerstanden 3300 Ohm 2W - 27 stuks

4) Tuimelschakelaars - 15 stuks

5) M3 x 8 mm schroeven, ringen en moeren - 12 sets

6) Draden

Stap 2: Schakelschema

Het circuit bestaat uit 27 koolstoffilmweerstanden met een vermogen van 2 W. De eerste weerstand R1 is direct aangesloten op de klemmen T1 en T2 zoals weergegeven in figuur 2. Het circuit heeft 15 tuimelschakelaars nodig. Dertien schakelaars SW1 tot SW13 worden gebruikt om elk twee weerstanden in het circuit te schakelen. Twee tuimelschakelaars J1 en J2 worden samen met SW1 en SW2 gebruikt. SW1 verbindt R2 en R3. Hier is R2 direct verbonden met aarde. R3 is verbonden met aarde via J1 (wanneer J1 in de AAN-stand staat). Evenzo verbindt SW2 R4 en R5. Ook hier is R5 direct verbonden met de grond. R4 maakt verbinding met aarde wanneer J2 in de AAN-stand staat. Wanneer J1 en J2 in de UIT-stand worden gezet, komen de weerstanden R3 en R4 in serie. Interconnecties voor SW1, SW2, J1 en J2 worden getoond in Fig. 3.

Hieronder volgen de ontwerpspecificaties:

1) Max. Weerstand Req = 3300 ohm (Alle schakelaars SW1 tot SW13 zijn UIT)

2) Nominaal vermogen bij maximale weerstand = 2 W

3) Minimale weerstand Req = 3300/27 = 122,2 ohm (SW1 tot SW13 zijn AAN, jumpers J1 en J2 zijn AAN)

4) Nominaal vermogen bij min. weerstand = 54 W

5) Aantal stappen = Aantal schakelaars * 3 = 13 * 3 = 39

De tabel toont de waarden van equivalente weerstand Req voor verschillende schakelaar- en jumperinstellingen.

Opmerkingen voor de tafel:

^ R3 en R4 staan in serie

* J1 UIT en J2 AAN geven hetzelfde resultaat

** R4 niet in het circuit.

Stap 3: Fabricage

Maak in de aluminium buis een gleuf in het midden van de bredere zijde. De sleuf moet ongeveer 1,5" breed zijn, met een marge van 0,5" aan de boven- en onderkant, zoals weergegeven in Afb. 4. Boor 12 montagegaten met een diameter van 3 mm.

Neem de universele printplaat en boor 15 gaten van 5 mm dia. Deze gaten bevinden zich net onder de bovenmarge zodat, wanneer de tuimelschakelaars zijn gemonteerd, de aluminium buis niet raakt. Boor ook 12 montagegaten op de printplaat die overeenkomen met die op de aluminium buis. Bevestig alle tuimelschakelaars in de gaten van 5 mm.

Stap 4: Interconnecties

Neem lange blanke koperdraad en soldeer deze aan de bovenste klemmen van alle tuimelschakelaars SW1 tot SW13. Sluit deze draad niet aan op J1 en J2. Neem op dezelfde manier een andere blanke koperdraad en soldeer deze op enige afstand onder de tuimelschakelaars op de printplaat. Neem twee weerstanden en verbind ze aan een van de uiteinden. Soldeer deze vervolgens aan de middelste klem van de tuimelschakelaar SW3. Soldeer op dezelfde manier elk 2 weerstanden aan alle tuimelschakelaars tot SW13. Het andere uiteinde van de weerstanden is gesoldeerd aan de koperdraad (aarde) zoals weergegeven in Fig. 5.

Verbindingen met SW1, SW2, J1 en J2 volgens het schakelschema van Fig 3 worden getoond in Fig 6. Soldeer twee draden in het midden van de array en breng deze naar buiten voor externe verbindingen T1 en T2 zoals weergegeven in de bovenstaande afbeeldingen.

Stap 5: Integratie en gebruik

Schuif de gemonteerde printplaat in de aluminium buis. Zorg ervoor dat geen van de weerstanden de leiding raakt. Bevestig de printplaat aan de buis met 12 schroeven. De belastingsweerstandbank is klaar voor gebruik.

Houd alle tuimelschakelaars UIT. Zet nu SW1 AAN. Samen met SW1 kan J1 worden gebruikt om de weerstandswaarde te verlagen. Zet vervolgens SW2 AAN. Nu zullen J1 en J2 beide effectief zijn. J1 en J2 in UIT-toestand geven de maximale weerstandswaarde in deze bereikinstelling. Door J1 AAN te zetten, wordt de weerstand verminderd. Door nu J2 AAN te zetten, wordt de weerstand verder verminderd. Om naar de volgende lagere waarden van Req te gaan, moet SW3 worden ingeschakeld. In deze instelling kunnen we opnieuw drie stappen doorlopen, bijv. J1, J2 UIT, vervolgens J1 AAN en als laatste J2 ook AAN.

Voordelen:

1) Gebruikt minder schakelaars en weerstanden en biedt meer stappen.

2) Alle weerstanden zijn identiek in waarde en vermogen. Dit vermindert de kosten. Vooral als er weerstanden met een hoog vermogen moeten worden gebruikt. Krachtige weerstanden zijn vrij duur.

3) Alle weerstanden zijn gelijkmatig belast, dus een beter gebruik van het weerstandsvermogen.

4) We kunnen doorgaan met het toevoegen van meer schakelaars en weerstanden om het gewenste weerstandsbereik te krijgen.

5) Dit circuit kan worden ontworpen voor elk bereik van weerstandswaarden en elk vermogen.

Dit ontwerp is bruikbaar voor alle elektrische/elektronische laboratoria in onderwijsinstellingen, in testcentra en in industrieën.

Vijay Deshpande

Bangalore, India

e-mail: [email protected]

Tweede plaats in de Electronics Tips & Tricks Challenge