Всем привет.

Возникла задача сделать регулируемую нагрузку по возможности быстро и просто.
Макс напряжение/ток 60В/50А. Поддержания тока и точности не нужно. импульсные схемы не годятся. Назначение - испытание источников питания.

Самое очевидное решение - батарея резисторов и ключей имеет существенный недостаток - цена, мощные монтируемые на радиатор резисторы недешевы.

На самом деле задача возникла во второй раз, предыдущая попытка была использовать батарею мощных MOSFETов без резисторов, в активном режиме, упраяляя сопротивлением канала с помощью напряжения на затворе. Попытку пришлось прекратить после того как ущерб от вышедших из строя транзисторов превысил выделенный бюджет ;-) Проблема была в самовозбуждении транзисторов на мощностях более 100 Вт, устранить которое не удавалось ни топологией, ни анитпаразитніми цепями.

Аналогичное решение на биполярниках навскидку будет дороже варианта с резисторами.

Собственно вопрос - идея с MOSFETами имеет право на жизнь ли результат закономерен. Я так понял что практически все (а если учитывать цену то все) мощные MOSFETы разрабатыва ются в рассчете на ключевой режим и что там будет в линейеном никто ничего не гарантирует.
Какие еще варианті могут быть.

Никаких, если отвергаются импульсные схемы. Непонятно только почему...
Вам жизнь резко упростится, если зададите вопрос а как нагрузить источник в 30 кВт? Не поможет - попробуйте в 300кВт
Если и это не поможет - спросите у энергетиков на каком балласте ( и в какой квартире) они испытывают турбогенератор в 200 тыс киловатт. Это же где-то рядом, в Харькове?
Как-то же испытывают и отдельных электростанций или резисторов с пятиэтажку для этого не строят...

Видел как испытывают мобильные генераторы на 100кВт. Нагрузка представляет собой несколько шкафов 2х3м со спиралями и отводом тепла по воздуховодам около метра в диаметре.

Детские игрушки, придуманные наскоро неспециалистами
В Питере на "электросиле" испытывали же генератоы под миллион киловатт. Ладожское озеро с резисторами и жидким азотом любой эмбеддер сразу придумает. А вот чем крутить миллион киловатт?
Крутили двигателем на миллион киловатт. Он питался от самого же генератора. По схеме вечного двигателя.
Потери в КПД (100тыс киловатт) ночью Ленэнерго выделяло на пару часов.
Вот и тут нужно с выхода сделать повышалку и питать сам источник. От сети брать ватт 300-400 на вольтодобавку, компенсируя потери на КПД.
Тогда в системе циркулирует заданная мощность, можно полноценно проводить все измерения. А теряется процентов 10-15 от установленной мощности.
Так что - вперед, за разработку трехкиловаттника "наоборот".

Во-первых импульсную нагрузку сходу я не потяну, а во-вторых не хочу производить много шума.

Все правильно говорите но 3-то киловатта вполне можно сдуть пачкой вентиляторов



Именно такое решение я и хочу, задача только сэкономить на резисторах при возможности регулирования. По габаритам требований нет.

Повторю основной вопрос - решение с мощными полевиками в активном режиме (см заглавное сообщение) на такой мощности реализуемо или нет. Пробовать снова и спалить еще пачку транзисторов я готов но только если буду уверен что результат достижим разумными средствами.

Похоже это привет специалистам
Был печальный опыт создания эквивалента нагрузки. Не у меня лично, в компании где я работаю. Так вот по результатам, нужно ограничивать мощность, выделяемую на транзисторах, для этого можно использовать аналоговые перемножители и обратную связь, ограничивающую именно мощность, помимо задания тока. Во вторых, область безопасной работы , что указана в даташитах нужно использовать очень аккуратно, там много оговорок и в реальных условиях soa не такая красивая как заявляет производитель. Лучше воспользоваться тепловым расчётом.
С возбуждением в цепи затворов я сталкивался только один раз, когда "забыл" поставить резисторы в затвор каждого параллельно включенного транзистора.

Берете 60 штук 50Ваттных резисторов подключаете их параллельно.
Если хотите регулировку то по быстрому последовательно с каждым резистором подключаете "полевик" для управления ими можно взять микросхему индикатора уровня сигнала "горящий столб" каждый уровень которой будет включать "полевик"

Вот вариант на биполярниках.

Понадобится достаточно мощный источник смещения с выходом около 2 В.

Его надо нагрузить постоянной нагрузкой ~ Iвых. + Iсмещ., т.е. около 60 А, в виде параметрического шунта (потребителя тока).

Выходом шунта запитать базы "грелок" (50 шт. транзисторов, например, типа BUJ303A), включённых каскодами к источникам токов (другие 50 шт., например, типа KSD1691), плюс дополнительно такая же каскодная пара для получения на её выходе 1/50 тока, т.е. сигнала обратной связи этих источников тока.

При таком конструктиве схема будет устойчива для всех токов и напряжений (выше рабочей точки) на выходе и пригодна для навесного монтажа непосредственно на радиаторе.

Все транзисторы — это порядка 2000 р., резисторы (50 шт. проволочных 5% 1 Вт 0,3 Ом) — 300 р. Остаётся ещё немного обвеса, радиатор, и БП смещения.

Такой специализированный БП, в среднем, обойдётся в 4000 р., но можно запитать и от любого компьютерного, там есть 3,3 В.

Листовая сталь с равномерно рассверленными по площади отверстиями. Дополнительные отверстия сверлятся для подгонки сопротивления и равномерного распределения тока. MOSFET лучше использовать по назначению - для коммутации.

Самое дешёвое решение,конструкция выходного дня:пластмассовая канистра литров на 30 со срезанным верхом,два листа-электрода из нержавейки,вода и соль до насыщения.Регулировка-механическая,погружением/поднятием электродов

И право имеет и жизнь имеет.
Ну, или поисковый запрос

Если это единичный случай, то вариант ванны с солью, самый оптимальный, приходилось грузить и 10кВт (парная). Если периодическая, то полевики или биполярные в активном режиме. Если постоянно - то импульсные схемы с возвратом энергии. Есть проблемы, заходите, как никак соседи.

Из б/у инверторных ИГБТ модулей semikron и большого радиатора собрал себе нагрузку для испытаний (валялись без дела). Два канала, каждый 0-200Вт. Работаю с источником с выходом 30 вольт в каждом плече. Все работает стабильно. Операционник LM358, ток резисторами в коллекторах не равняю. 100нан с выхода на инвертирующий вход висит, вот и вся компенсация. Могу фотки кинуть и схему, если интересно, хотя 3кВт это не 400Вт конечно, может что-то и вылезет.

А ИБП Eaton Powerware серий 9155, 9355 мощностью, если не ошибаюсь, выше 10кВА тоже умеют сами себя нагружать для проверки, может и правда в этом направлении надо работать, правда там DSP умный стоит.

Сообщение отредактировал Bulich - Jul 26 2011, 09:44

Как я писал что аналогичное устройство тоже имело и право и жізь но проблемі начинались какраз после 100 вт, а нерассеивающая - это на будущее.

Всем спасибо буду пожалуй снова экспериментировать с мощными полевиками в активном режиме.

А как Вы мосфетами управляли, схема есть?
Батарея мосфетов имеет смысл, если каждым мосфетом управлять независимо.