電子負(fù)載原理,直流電子負(fù)載電路原理圖-KIA MOS管

直流電子負(fù)載原理

電源和負(fù)載：為用電部分供電是電源（AC/DC電源和電池）的功能。一般來說，與它們相連并接受其供電的部分被稱為負(fù)載。

直流電子負(fù)載就是通過控制內(nèi)部功率（MOSFET）或晶體管的導(dǎo)通量（量占空比大小），依靠功率管的耗散功率消耗電能的設(shè)備。它能夠準(zhǔn)確檢測(cè)出電源電壓，精確調(diào)整負(fù)載電流，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)模擬負(fù)載短路、高速動(dòng)態(tài)拉載等，這些功能都是直流電源調(diào)試檢測(cè)不可缺少的。

直流電子負(fù)載可用于測(cè)試大多數(shù)直流電源，包括電池、太陽能電池板、LED驅(qū)動(dòng)器、DC-DC轉(zhuǎn)換器和燃料電池等。

直流電子負(fù)載工作模式

直流電子負(fù)載的工作模式包括恒流（CC）模式、恒壓（CV）模式、恒阻（CR）模式和恒功率（CP）模式。在恒流模式下，電子負(fù)載通過控制內(nèi)部電路維持一個(gè)恒定的電流值；恒壓模式下，負(fù)載模塊試圖消耗足夠的電流來控制電源電壓到程序設(shè)定的值；恒阻模式下，模塊所消耗的電流與電壓成正比；恒功率模式下，負(fù)載模塊根據(jù)程序設(shè)定的恒功率值調(diào)整被測(cè)設(shè)備的功耗。

1.恒流（CC）工作模式

將電子負(fù)載設(shè)置為恒流工作模式時(shí)，無論電壓怎么變化，電流值保持恒定。要注意的是，該模式的電壓是不可以編程的。但是，如果DUT施加的電壓高于規(guī)定電流范圍內(nèi)允許的電壓，就會(huì)啟動(dòng)電子負(fù)載的過壓保護(hù)機(jī)制，跳閘并關(guān)閉輸入。

電流值可在高量程與低量程的范圍內(nèi)進(jìn)行編程，如果量程值在量程重疊區(qū)域，則負(fù)載選擇低量程。如果電流設(shè)置在低范圍之外，負(fù)載會(huì)自動(dòng)將輸入調(diào)整到低范圍內(nèi)的最大值。

電子負(fù)載原理,直流電子負(fù)載

上圖是一個(gè)常用的恒流電路，通過此電路很容易獲得精準(zhǔn)的電流值。R3為取樣電阻，VREF是給定信號(hào)。當(dāng)給定一個(gè)信號(hào)VREF時(shí)，如R3上的電壓小于VREF，也就是VOP07的-IN小于+IN，OP07加大輸出，增大MOS導(dǎo)通程度，從而加大通過R3的電流。

如果R3上的電壓大于VREF，-IN大于+IN，OP07減小輸出，MOS導(dǎo)通程度減小，也就減少了通過R3的電流。這樣電路始終維持在恒定的電流給及上，實(shí)現(xiàn)恒流工作。

2.恒壓(CV)工作模式

電子負(fù)載處于恒壓工作模式時(shí)，負(fù)載模塊試圖消耗足夠的電流來控制電源電壓到程序設(shè)定的值。CV(恒壓)操作設(shè)置了電流限制，如果負(fù)載電流保持在電流限制所設(shè)置的范圍內(nèi)，輸出電壓將保持其程序設(shè)置。

當(dāng)輸出電流達(dá)到電流極限時(shí)，設(shè)備不再工作在恒壓模式下，輸出電壓不再保持恒定。相反，電子負(fù)載現(xiàn)在將輸出電流調(diào)整到其電流限制設(shè)置。如果電壓持續(xù)上升，直至超過規(guī)定電流范圍允許的電壓或最大功率，過壓保護(hù)機(jī)制啟動(dòng)，跳閘并關(guān)閉輸入。

電子負(fù)載原理,直流電子負(fù)載

上圖為恒壓電子負(fù)載電路。MOS管上的電壓經(jīng)R2和R3分壓后送入運(yùn)放+IN與給定值進(jìn)行計(jì)較。A點(diǎn)電壓的變化會(huì)引起R2上的電壓變化通過LM358影響Q1的導(dǎo)通程度，從而牽制A點(diǎn)電壓的變化，使A點(diǎn)保持恒壓。

3.恒阻（CR）工作模式

當(dāng)電子負(fù)載處于恒阻工作模式時(shí)，模塊所消耗的電流與電壓成正比。電阻可以編程在任何三個(gè)重疊電阻范圍(高，中，低)。負(fù)載選擇一個(gè)與編程電阻值相對(duì)應(yīng)的范圍。如果電阻值在范圍重疊區(qū)域，負(fù)載會(huì)選擇分辨率最高的范圍。如果當(dāng)前輸入設(shè)置超過選擇的量程，負(fù)載將自動(dòng)將輸入設(shè)置調(diào)整為新選擇的量程內(nèi)最接近的可用值。

電子負(fù)載原理,直流電子負(fù)載

上圖A和B兩點(diǎn)的電壓通過R4加在LM358的+IN腳，也就控制了R1上的電壓，從而控制R1中的電流。這樣，AB兩點(diǎn)的電壓比上電路中的電流，也就是AB兩點(diǎn)的等效電阻。當(dāng)AB兩點(diǎn)電壓變化時(shí)，R1上的電壓也隨之變化，從而通過R1的電流也相應(yīng)的變化，保證了電路的恒阻特性。

4.恒功率（CP）工作模式

當(dāng)電子負(fù)載處于恒功率工作模式時(shí)，負(fù)載模塊根據(jù)程序設(shè)定的恒功率值調(diào)整被測(cè)設(shè)備的功耗。負(fù)載模塊通過測(cè)量輸入的電壓和電流來調(diào)節(jié)輸入功率，并根據(jù)AD轉(zhuǎn)換器的測(cè)試數(shù)據(jù)流來調(diào)節(jié)輸入功率。

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