3D打印实际应用案例～电子负载仪（1）#diy
3D打印实际应用：电子负载仪(1)。
原厂的600W电子负载仪主要就是由1个主模块、3个副模块、一块显示屏组成。为了让负载仪用起来更方便，看起来更美观，接下来将用我仅有的一点知识和审美设计、打印、组装一台电子负载仪外壳。目前外面流行方案有这种、这种、还有这种。
·这是第一种方案：这是电路板，这是散热片，这是风扇。冷空气从前进，中间辅助增大流速，后风扇排走热量。冷空气经过前面模块会经过一次升温，流经后模块时降温效果会变差，造成后模块温度较高。
·这是第二种方案：风从两侧，共4个风扇压入，分别从前后流出。缺点就是中间区域有乱流，损失风量。
·这第三种方案也是官方提供：风从上下进入，从左右两侧排出。非得说个缺点，那就是风道转了90度，不通畅。
我的方案呢？我想要它布局紧凑，风道通畅，最大风量无乱流。采用散热片对置，可以最大限度利用风道，缩小体积。采用横向布局，可以避免前后模块温度差异。采用前后双风扇组合，最大限度提升风流量流速。风扇则采用最常用的前进后出，避免热风吹人。
初步方案已定，下一次分享细节设计方案。
颜值性能两不误！根据前人经验，自制150W电子负载
首先是论坛里最常用的方案，以LM324运放为控制器件的原理图
根据我的负载仪实际接线修改后的原理图
收集材料的过程只能文字描述了，首先是回老家把大学时期买的电子零件翻出来，找齐了电路图中的阻容元件，然后上淘宝淘了两个双显表头，因为精度不好，自己调整折腾坏一只，剩下一只刚好用在这里，然后去货场以电路板的价格买了三个电脑散热器回来（带风扇），又在废品大妈那淘了电瓶车控制器（拆MOS管）最后发现手上的拆机电源插座只有红色的，没有黑色，另外可调电阻是单圈的，根据坛友的经验，用来调整电压电流的最好是用多圈电阻，然后又淘了一次零件。
两个散热器形状一样，尺寸接近，鳍片一个厚些，一个薄些，2.5钻孔 M3攻丝，一次成功（http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=2300097 撸了两支钻头一支丝锥，目前完好），比划着把mos管固定上去看效果
两个散热立起来的效果
简直完美，中间是直接用两边的鳍片卡住的
这是ATX电源的壳子，内脏已经拆掉（拆机 http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=2332316）
把散热器放进去，宽度刚好一样，再多1mm就会超出了，比定做还合适，这两个散热器截面是长方形的，竖放刚刚好，横放会超出
比划好前后位置，要留好风道，也要预留电路板的位置，本来想在网罩面（成品前面）竖放电路板，但那样会严重档住进风口，最后决定电路板分成两块
比划好位置后制作散热器支撑脚，用1mm铝片折弯，钻孔
下图中已经固定好了
固定脚特写，不是很完美，尺寸有偏差，直接折到变形刚合适
电路及散热风扇供电的电源，12V1A的开关电源，尺寸小巧，直接用铜丝挂焊在品字座上面（http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=2330341）
基本位置定下来后开始焊电路，LM324四个脚分别是四个运放的输出，所以电路特别对称，开始焊的电容有点高，后来换掉了
先插件，背面是金属森林，全是管脚
后来换成电容
换上后漂亮多了
焊TL431 2.5V电压基准
此时的背面，2.5V稳压用了一颗10uf的贴片钽电容，分立元件太占空间，还是贴片好
继续焊电流调整电位器的电路，原理图中是一只22k电阻，实际我是20K+5K蓝白，这样最大电流可以在内部设定，不会因为电路误差导致最大电流不合适
另外在板子上标示出来要接到MOS管的各个焊线点
这个时候四个运放有一个输出没焊上，后来调试时三只管子带170W负载，烧掉一只，检查发现有一只G极没电，所以那只管子有点撑不住报废了
比划双显表头安装位置，
这个位置原来是atx的出线口，划好线，准备开洞
双12撸的切割片用上了，切小孔比较合适
切的差不多了，切割片也磨损比较严重
最后用钳子夹住折几下，把边角扯断就好
用锉刀修整边角，测量尺寸比表的尺寸大0.5mm比较合适
找一块马口铁折弯
把这个缺口补上，用烙铁开380度，加锡多烫几秒就能焊上了，这样结实多了
内侧焊点，凑合看吧，
电流输入接口开孔，这个6边形网孔要开合适的圆孔不容易，在纸上比划好久才确定怎么开孔最合适，
最后弄好后的样子，有点像菱形，
塞入绝缘套刚好卡住
相同的方法开5.5DC座（有了这个测量带DC头的电源很方便，比如本本电源直接插上就好，不用再转接），多圈电位器孔也开好并且都安装好
面板零件装好后的样子
MSO管也都焊好线，装好，这一块的线都是硅胶线（DGS引脚），黑色线是以前自己D的一个万用表笔，杀掉插头全部用上刚好够用
接头用的二手冷压端子，把旧端子塑料套拆掉，直接焊线
焊上4个0.22R的水泥取样电阻，
散热器距离顶盖大概有1cm多点的空间，放一块电路板刚好，把各路线都焊上，线条有点乱，四条单独的黄色硅胶线是G极的控制线，直接从，另外四根绿黑黄红是电流取样线，
电流取样线最后用了一个4针排插连接，这样后期拆装维护方便
电阻板用螺丝固定在atx壳子角落，另外一边用螺丝支撑，从这图可以看到4芯的排插线
现在处理风扇接电，暂时没有设置温控电路，直接上是启动，因为风扇不是暴力的，噪音不是太大，也很省电，三个风扇总电流0.4A（12V）以内
两芯转四芯，因为风扇分两路接线了
电源引出两个接插件，一个插风扇，一个插电路板，电路板又加了一个220uf电解和0.1uf陶瓷电容（可能是独石电容），保证电流稳定干净的供给LM324，
主体工程完工，主视图
各角度再检查一下
后面
来张正规的右视图，电位器下面还有空间，以后可以再折腾点什么
盖上盖子，准备调试
主体工程至此，下面进行调试以最终外观展示
准备测试了，发现可调电阻的旋钮特别细，只有4mm，不是常见的那个6mm带齿形，常用旋钮帽用不了，于是直接烤了两层热缩套管
把旋钮帽套上刚刚好合适
找出收藏已久的低压大电流电源 MW 5V 40A
接上线，负载仪表头显示电压4.9V，这个不纠结，这表就这德行，现在要调整的是最大电流，不能超过表的最大量程，否则测量不到还会烧表
设定1A
设定2A
设定3A
设定4A
设定5A
设定6A
设定7A
设定8A
设定9A
设定10A 电流还能再调大，但表头最大显示数据为10.6，往后数据就不再增加，这表标称电流为9.99A，所以等下要把电流限制在9.99A以内
先试一下150W额定功率，烤一下机，烤了一会后面吹出来的风温温的，
这是可调电源两路并联输出的功率，目测电流误差不大，电压相同（这么大电流居然没有线路压降？明显是不可能的）
可调电源输出极限了，31.5V 6.75A
此时负载仪超载工作中，悲剧的是没几分钟发现电压掉了，断开电源后测量输入端，已经短路，最后检查发现四只mos只有三只在工作，所以有一只承受不住烧短路了，更换后检查电路，把第四路接上，测量工作时四个水泥电阻的压降，四个基本一样，误差在2mv以内，说明四路负载平衡
用公司的福禄克对比负载仪的电流电压精度，不纠结高精度，做到心里有数
表5.06V 负载仪4.9V
表10.02V 负载仪9.9V
表14.95V 负载仪15.0V 这个电压是契合度最高的了
表20.07V 负载仪20.2V 此时已经偏高0.13V
表25.03V 负载仪25.3V 偏高约0.3V
表30.07V 负载仪30.4V 偏高0.3几V 好了，心里有数了，
现在对比电流
表1.01A 负载仪1.00A
表2.01A 负载仪2.00A
表3.01A 负载仪3.00A
表4.02A 负载仪4.01A
表5.01A 负载仪5.00A
表6.01A 负载仪6.00A
表7.01A 负载仪7.00A
表8.01A 负载仪8.00A
表9.01A 负载仪9.00A
表9.83A 负载仪9.82A 9.82A是我设置的最大电流，此时电阻已经转到头了，从上面数据来看，这个表头电流线性精度不错，
到此精度对比完成，下面放几张外观照片
外观欣赏楼
正面 （前视图）
背面（后视图）
电流调节旋钮特写
打印好的标签，准备贴
贴好后排效果，特意用黄色的高温胶带，这样醒目一些
不知道哪里来的橡胶脚垫，终于用上了
四个脚贴好
主视图 怎么样，颜值不错吧
最后过称，刚好1.000kg，太准确了
谢谢大家观看，欢迎指导！
END
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作者：zhkrid
本文来源：数码之家
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