Стенд проверки силовых деталей на токи порядка 40-50-60А

Alexey

Всем привет!

Решил сделать "высокотоковый нагрузочный стенд" для проверки IGBT, мосфетов и мощных диодов. А то покупаешь из Китая полупроводники - и не знаешь, что они реально выдерживают, а что нет.
Как выяснилось, купленные на алишке FGH40N60 прекрасно выдерживают 35А-37А длительно и 45-50А в течение нескольких секунд. Что есть гуд.

Вначале думал сделать импульсный, но пока я его доделаю, ещё ядерная война начнётся. То, для начала, попроще сделал: на БЖТ, диодном мостике, электролите и резисторе.
Большой железный трансформатор на 1.5кВт у меня был. Вторичка - на 25В, 60А (на самом деле, с лёгкостью выдержит и 70-80А, провода толщиной с палец). Первичка - на 270В. Специально заказывал повышенное напряжение на первичке, чтобы при включении его в сеть не вылетали пробки.

Диодный мост - на китайских 40CPQ045. Оригинальные у меня тоже есть, но было лень за ними на дачу ехать. Китайские вроде держат. Правда, у китайских больше падение напряжение раза в полтора, чем у оригинальных.
Каждое плечо моста - по 2 таких диода в параллель. Подбирал из имеющихся так, чтобы падение напряжения (для одного плеча) отличалось не более, чем на единицы милливольт.
По 4 диода на медном радиаторе от компового кулера. В итоге - два радиатора, 8 диодов.

Резистор - хз, на какую мощность. Большой, из толстой проволоки (наверное, нихром, хз). Диаметр проволоки - 2 мм.
Удобен тем, что можно "крокодилом" подключаться к любой части резистора, таким образом меняя сопротивление.

Сглаживающий конденсатор - на 35 В, 150 мФ.
Можно и без него, но с ним приятнее смотреть на напряжение на испытуемой детали.

Сама испытуемая деталь располагается на отдельном радиаторе, без прокладки.
Диодный мост собран с помощью лишенных изоляции проводов сечением 2.5 кв.мм (реальные 2.3 кв.мм).
Потом усилен (тоже лишенными изоляции) проводами 6 кв.мм (реальные 5 кв.мм). Все прочие подключения - этим же проводом.

Добавлено: Sun Apr 02, 2023 11:20 pm

Alexey

Фото:

Добавлено: Sun Apr 02, 2023 11:41 pm

IMG_20230402_232742.jpg (103.59 Кб)
Напряжения на выходе БЖТ и на транзисторе. Затвор питаю 15 вольтами.

IMG_20230402_232735.jpg (147.97 Кб)
46 ампер

IMG_20230402_223400.jpg (149.16 Кб)
Пардон за бардак на столе)

IMG_20230402_223310.jpg (245.97 Кб)
34 ампера

IMG_20230327_105700.jpg (107.47 Кб)

IMG_20230327_105651.jpg (99.44 Кб)
Диодный мост

Alexey

Термо-фото:

Добавлено: Sun Apr 02, 2023 11:46 pm

IMG_0005.jpg (26 Кб)
На 20 амперах транзистор тоже особо не греется (на радиаторе с лёгким обдувом)

IMG_0002.jpg (34.81 Кб)
Диоды моста практически холодные

Alexey

Ещё фото:

Добавлено: Sun Apr 02, 2023 11:49 pm

IMG_20230402_223305.jpg (197.48 Кб)
Это фото - просто огонь)

IMG_20230402_223307.jpg (234.06 Кб)
За несколько минут с током 34А резистор раскалился

IMG_20230402_223358.jpg (145.94 Кб)
34 ампера (перезаливка)

Hellbringer

Offtopic:

Зачем же ты классную досочку из твёрдых пород дерева убил-то...

Добавлено: Mon Apr 03, 2023 9:41 am

Alexey

Offtopic:

Эту кухонную доску жена хотела выбросить, как отслужившую свой срок и с трещиной. То я ее, наоборот, спас Smile

Добавлено: Mon Apr 03, 2023 11:19 am

Николай

я кстати сейчас собираю регулируемую нагрузку на токи до 100А и напряжение 12В.
для разрядки\нагрузки аккумов.

в качестве тепловыделяющих элементов три полевика в параллель и гроздь жирных диодов (чтобы на них тоже тепло выделялось, а не весь киловатт на бедных фетах. все это дело сидит на радиаторе едином.

Добавлено: Mon Apr 03, 2023 5:23 pm

Шурик
Злодей

Стесьняюсь спроить, а будет насопляж или реальный девайс с МК, дисплейчиком и крутилками?

Добавлено: Tue Apr 04, 2023 2:55 am

Электромонтёр
Экспериментатор

Николай писал(а):
в качестве тепловыделяющих элементов

Offtopic:

в качестве ТВЭЛов смех

Добавлено: Tue Apr 04, 2023 4:55 am

Николай

Шурик писал(а):
насопляж или реальный девайс с МК, дисплейчиком и крутилками?
реальный девайс для нормальной эксплуатации. но без МК. с крутилками тока и напряжения отсечки.
на ОУ. как самый простой вариант.
экранчики тока, напряжения и времени работы будут, но не самодельные, а готовые.

не сильно хочется тратить много времени на интерфейс. потому как он в единственном экземпляре создается же...
хочется рабочий девайс максимально быстро.

Добавлено: Tue Apr 04, 2023 9:49 am

Hellbringer

Максимально быстро - это реостат из кабинета физики))
У меня пару штук. Низкоомный и высокоомный. Не так часто, но выручают. Для какой-нибудь тупой нагрузки, типа усилитель поиграть на него или ещё что-то такое..

Добавлено: Tue Apr 04, 2023 10:06 am

Alexey

Согласен, нагрузку проще всего сделать из огромного куска нихрома в несколько кг, к которому можно подключаться мощным крокодилом в любое место.
Когда на дачу выберусь, сфоткаю такой Smile

Шурик писал(а):
Стесьняюсь спроить, а будет насопляж или реальный девайс с МК, дисплейчиком и крутилками?
Вопрос, наверное, к Николаю. Но я тоже отвечу Smile

Конкретно этот "девайс" (трансформатор, диодный мост, кондёр, резистор) думаю уместить на прочной досточке. Может, ещё аналоговый амперметр и вольтметр добавить. Будет такой джанк-стайл суровый прибор.

А параллельно хочу сделать мощный БП с управлением затворами непосредственно МК (через драйвер, разумеется), со стабилизацией напряжения и тока, с экранчиком, крутилками и т.д. Но это уже другая история. И когда я его доделаю, непонятно Smile

Добавлено: Tue Apr 04, 2023 10:45 am

Mouse Oxalate

Alexey писал(а):
нагрузку проще всего сделать из огромного куска нихрома
Часто и кусок нержавейки подходит. Нужна была нагрузка на 200-300А, брал кусок присадки 3.2мм. Калится как и нихром, не горит.

Добавлено: Tue Apr 04, 2023 11:26 am

N1X

Николай писал(а):
три полевика в параллель и гроздь жирных диодов
Только не все полевики умеют в линейный режим.
Хочется спросить про диоды, но вспоминается анекдот про мужика в лодке, который ложками гребет )

Добавлено: Tue Apr 04, 2023 7:41 pm

ACKET
В каждой дырке затычка

надо сфотать ту херовину которую городи наш главный электронщик на заводе, оно занимает половину подкатной тумбочки, он этим блоки электронники задумал проверять

Добавлено: Tue Apr 04, 2023 7:43 pm

Николай

диоды - потому что самый простой способ проебать 0.6В в тепло. все эти сверхнизкоомные резисторы плохо тепло передают на радиатор. а диодам сам бог велел греться.
максимальный рабочий ток 100А. одном диоде будем рассеивать 60вт стало быть. десяток диодов это 6В и 600вт рассеяной энергии.
а остальное забирают и стабилизируют полевики.
не кусок нихрома, потому что диоды удобнее в монтаже. накрутил на радиатор и красота. а этот нихром на таких токах обдувать надо, контакт хороший пытаться сделать. впизду короче
можно вообще без диодов и как в китайских электронных нагрузках все на транзисторах рассеивать, но я разгружаю их, частично тепловыделение перенося на диоды.

полевики вот эти
https://www.chipdip.ru/product/irl1404zpbf

вроде как норм регулируются. 12В 30А в тестовом режиме рассеивают без диодов. тепловизором вроде равномерно греются

Добавлено: Tue Apr 04, 2023 8:02 pm

Доктор Зло

Safe Operating Area вся пунктиром. Могут дохнуть без видимых причин.
Там высоковольтные брать желательно, они линейный режим лучше переносят.

Добавлено: Tue Apr 04, 2023 9:51 pm

Seriyvolk
Бездельник

Николай писал(а):
я кстати сейчас собираю регулируемую нагрузку на токи до 100А и напряжение 12В.
А у меня уже есть. смех

Киловатт можно сдуть, выше проверить было нечем))

Добавлено: Tue Apr 04, 2023 11:27 pm

0-02-0a-d2cf6fd99d037ce4175f1fa0f2afaeef6bb42b492eaff189ce1d1f10e2deaed1_92b30a6bdb68c9e7.jpg (95.77 Кб)

0-02-0a-fb90a8100bffe7f75fa8d47209513fa5af811590bdf7eb90a6268e58de36d194_27bd1dafe69f4b99.jpg (207.72 Кб)

Шурик
Злодей

Не, всяких нагрузок у мну в достатке. А хоцца компактный и технологичный девайс, чтоб выставил 5А и он держал эти пять ампер, независимо от нагрева. Ну и ваще, хоцца экранчиков крутилок и т.п.

Добавлено: Wed Apr 05, 2023 3:29 am

Николай

с экранами это ebd-20h

но мне не катит - моща маловата

Добавлено: Wed Apr 05, 2023 8:15 am

Alexey

Приехала электронная нагрузка с Али. За 54 доллара с радиатором. На 8-ми IRFP250.
Добавил к ней многооборотный потенциометр, усилил дорожки медным проводом, термопасту намазал на транзисторы.

Проверил - ток действительно держит, вне зависимости от входного напряжения.

Если верить описанию на Али, то она должна держать ток до 50 ампер, напряжение до 80 вольт и мощность до 800 Вт.
На 20 амперах при 26 вольтах (с обдувом) - почти не греется. А вот на 50 А (при 26 вольтах входного) - греется, как утюг. Но если недолго, то выдерживает.

То есть, заявленные 800 ватт она выдерживает с данным радиатором и хорошим обдувом.
Думаю, можно гонять и на 1000+ Вт, но радиатор ставить побольше и кулер помощнее.

Добавлено: Sun Apr 09, 2023 1:00 am

IMG_20230406_130248.jpg (92.78 Кб)

IMG_0007.jpg (31.19 Кб)
Температура при 51 А

IMG_20230409_003851.jpg (184.04 Кб)

IMG_20230409_003847.jpg (187.45 Кб)
51 ампер

IMG_20230409_004035.jpg (144.52 Кб)

IMG_20230409_004027.jpg (113.18 Кб)

главный колбасист

Alexey писал(а):
Думаю, можно гонять и на 1000+ Вт, но радиатор ставить побольше и кулер помощнее.
В ведро с водой. Эффективнее,и шума никакого.

Добавлено: Sun Apr 09, 2023 10:05 am

Доктор Зло

Alexey писал(а):
На 20 амперах при 26 вольтах (с обдувом) - почти не греется
На вид ему ватт 300 от силы. Ребер мало, размер 80х80мм на глаз (если это ТО-247)
При 120 градусах как он еще жив удивительно. Как по мне, больше 80 уже ну нафиг.
Часок бы его погонять хотя-бы.

Добавлено: Sun Apr 09, 2023 9:53 pm

Alexey

Доктор Зло писал(а):
При 120 градусах как он еще жив удивительно.
Всего несколько секунд был в таком режиме (включил, пофоткал, выключил).

А на 20 амперах - то гонял минут 5.
Но вообще да, радиатор желательно побольше поставить.

В ведро с водой. Эффективнее,и шума никакого.
Тоже вариант, если мобильность и компактность не нужна. Но больше хочется завершённого девайса, который, как говорил Шурик, поставил на стол - и пользуешься.

Добавлено: Mon Apr 10, 2023 1:35 pm

Alexey

Хочу на основе данной конструкции сделать стенд для проверки также динамических характеристик транзисторов при больших токах.
Но мой нихромовый проволочный резистор обладает немалой индуктивностью (около 5 мкГн), что при крутом фронте даёт спайки до 700 вольт. Сапрессоры дохнут довольно быстро, снабберные цепочки не спасают.

Решил сделать мощный нихромовый резистор, но с низкой индуктивностью, чтобы всплески напряжения на испытуемом транзисторе были поменьше.
Первое, что пришло в голову - бифилярная намотка.

Купил нихромовую спиральку (изначальная индуктивность - около 8 мкГн), располовинил её.
Ввинтил одну половинку в другую и скрепил на одном конце болтиками М4. Предварительно заизолировав одну половинку спирали от другой, одним слоем каптонового скотча.
Витки притянул друг к другу стяжками, чтобы поменьше магнитное поле рассеивалось.

Протрахался весь вечер, и вот результат.

Добавлено: Tue Apr 18, 2023 12:36 am

IMG_20230417_233319.jpg (91.69 Кб)
Итоговая индуктивность

IMG_20230417_210104.jpg (159.47 Кб)
Нагрев одной половинки при 50А, в течение 5 минут

IMG_20230417_230257.jpg (133.74 Кб)
Ещё одно фото. Скотча ушло не так много.

IMG_20230417_230211.jpg (106.41 Кб)
Продукт в сборе, с термостойким скотчем в качестве изоляции.

IMG_20230417_202843.jpg (98.23 Кб)
Крона для масштаба

IMG_20230417_202706.jpg (105.52 Кб)
Две половинки спирали, с уже просверленными дырочками под М4 на концах.