Über die Vorteile des Einsatzes einer einstellbaren DC Last beim Testen einer Spannungsquelle wurde hier bereits mehrfach berichtet. Zusätzlich zum statischen Test mit konstantem Strom ist es auch wünschenswert die Reaktion der Quelle auf sich ändernde Lasten zu messen. Dazu muss die Last einen Generator enthalten um zumindest zwischen zwei einstellbaren Werten hin und her zu schalten. 

Im Prinzip muss die DC Last einen Funktionsgenerator enthalten. 

Hat man nur wenige Male im Jahr die Aufgabe so scheut man vielleicht den Aufwand. Da liegt es doch eigentlich nahe den bei den allermeisten Elektronikern ohnehin vorhandenen Funktionsgenerator dafür zu benutzen. Er erlaubt nicht nur die Umschaltung des Stromes mittels Rechtecksignal sondern auch mit Sinus und Dreiecksignalen. Perfekt ist es wenn sich der untere und obere Spannungswert, und damit Stromwert, getrennt einstellen lässt. Ansonsten muss man sie aus Amplitude und Offset berechnen. 

Bild 1 zeigt das Blockdiagramm. 

Ein 5 V Regler fungiert als Referenzspannungsquelle für die statische Einstellung des Stromes mit einem Poti. 

Mit einem Relais wird zwischen dem statischen Werte des Potis und dem Eingang für den Funktionsgenerators umgeschaltet. Das folgende Bessel Filter begrenzt die Rise/Fall Time des Generator Signals. Sein Ausgangssignal wird auf die beiden identischen Regler/Endstufen als Soll-Signal verteilt.

Jede ist für 5 A ausgelegt, zusammen also 10 A. Benötigt man weniger als 5 A so genügt es nur eine Endstufe zu bestücken.

Der Strom wird von einem Shunt Widerstand gemessen und um den Faktor 10 verstärkt und als Ist-Wert an den Regler geliefert.

Die beiden Strommesswerte werden addiert und an einer Buchse ausgegeben zur Beobachtung mit einem Scope. 

Anbei das Schaltbild, Layout und Reaktionen eines Labor Netzteils auf wechselnde Lasten.
Auch zwei Bilder einer Wärmebildkamera mit und ohne Lüfter am Kühlkörper.

Einige Leerplatinen sind bei mir erhältlich. alfred_rosenkraenzer@gmx.de
Für die Freunde der Through Hole Bestückung habe ich auch eine Platine entwickelt, allerdings aus Platzgründen ohne Netzteil. Sie wird mit +-12 V betrieben.

Auch sie ist bei mir erhältlich.

Ergänzung Kühlkörper

Der verwendete Leistungs FET hat eine maximale Spannung zwischen Drain und Source (Uds) von 200 V. Ich empfehle auf keinen Fall höher als 100V, besser noch darunter .

Der maximale Strom pro Endstufe ist mit meiner Dimensionierung auf 5 A eingestellt.

Er sollte nicht erhöht werden.

Sie sollte auch kurzzeitig 75 W nicht überschreiten.

Ich würde empfehlen nicht über 75 °C zu gehen.

Hat er zum Beispiel einen Wärmewiderstand von 2° K/W, die Umgebungstemperatur sei 25 °C und die Temperatur des Kühlkörpers 75 °C so ist der Temperaturunterschied 50 °C. Daraus resultiert dass man nur 25 W Leistung abführen kann. (25 W x 2 °K/W)

Bei 1 °K/W verdoppelt sich der Wert auf 50 W.

Man muss sich also vorher genau überlegen für welche Verlustleistung man die DC-Load einsetzen möchte und den Kühlkörper entsprechend dimensionieren.

Ich würde empfehlen von Anfang an einen Kühlkörper mit Lüfter zu nehmen um spätere Redesigns des Gehäuses zu vermeiden.

Die einzige Sicherung sind die Schmelzsicherungen in den Drain Leitungen der FETs.

Es gibt keine Software oder KI, die sie vor fataler Fehlbedienung schützt.

Sie sollten also selbst genau überlegen bei welcher Spannung sie welchen Strom fliesen lassen möchten und ob das innerhalb aller Grenzen ist. (Spannung, Strom, Leistung, Temperatur)

Wenn sie bei 100V einen Strom von 5 A fliesen lassen (500 W) wird das Vergnügen nur von kurzer Dauer sein.

Es empfiehlt sich grundsätzlich den Strom zunächst auf 0 zu stellen und erst langsam zu erhöhen.

Das gilt auch für die Ansteuerung mit einem Funktionsgenerator.