Säädettävät aktiiviset kuormat

Abstract

Työ on kaksiosainen, ensimmäisessä osassa tarkastellaan aktiivisia kuormia teoriassa. Aiheen käsittely aloitetaan passiivisen ja aktiivisen kuorman määrittelyllä, sekä aktiivisen kuorman toimintamuotojen esittelyllä. Teoriaa viedään pidemmälle tutkimalla yksinkertaistettujen kytkentöjen toimintaa ja aktiivisen kuorman keskeisiä ominaisuuksia. Lisäksi tutustutaan joihinkin saatavilla oleviin aktiivisiin kuormiin ja niiden käyttösovelluksiin.

Työn jälkimmäisessä osassa keskitytään enemmän käytäntöön aktiivisen kuorman suunnittelun ja toteutuksen kautta. Suunnitteluprosessi käydään läpi vaiheittain toiminnallisiin lohkoihin jaettuna. Samalla tuodaan esille suunnittelun ja toteutuksen aikana tehtyjä havaintoja. Lopuksi tarkastellaan toteutettua aktiivista kuormaa ja arvioidaan suunnittelun ja toteutuksen onnistuminen.

Toteutettu aktiivisen kuorman jännitealue on 0-60V ja virta-alue 0-60A. Suurimmaksi jatkuvaksi tehoksi on määritelty 300W, hetkellisesti enemmän. Laite toimii vakiovirta- ja vakioresistanssimuodoissa, lisäksi dynaaminen toimintatila mahdollistaa pulssimaisen virran käytön. Dynaamisessa toimintatilassa myös jaksonaika, pulssisuhde ja virran nousunopeus ovat säädettävissä. /Kir10

This work is divided into two parts. First part attends to theory of active loads. It begins with definition of passive and active loads, and continues by simplified schematics and circuits. Theory is taken even further by introducing few commercially available electronic loads and their applications.

Second part is about designing and implementing an active load. Design process is covered thoroughly and divided into functional blocks. Discoveries made during the process are unveiled. At the end, implemented active load gets measured and evaluated.

Implemented active load has voltage rating of 0-60V and current rating 0-60A. Maximum power dissipation has been specified as 300W, momentarily even more. The device operates in constant current and constant resistance modes. It also has dynamic operating mode for pulsed current. In dynamic mode period, duty cycle and slew rate are adjustable.