可編程直流電子負載原理

更新時間：2017-11-11

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　　可編程直流電子負載的基本工作模式(CC/CV)是電子負載在電源產(chǎn)品的設(shè)計生產(chǎn)中扮演著很重要的角色，然而直到現(xiàn)在它似乎仍然披著神秘的面紗。下面的例子可以讓你對電子負載有個初步的了解;1.電子負載的恒流控制(中文名稱：定電流模式; 英文名稱：CC-Constant Currentmode)。。電路的核心實質(zhì)是一個電流取樣負反饋控制環(huán)路，晶體管Q1(2N3055)在這里既作為電流的控制器">控制器件同時也作為被測電源的負載。晶體管Q2(BC337)是Q1的推動管;電阻R1是電流-電壓轉(zhuǎn)換元件(I/Vconverter)，落在R1上的電壓降通過電壓比較器IC1與基準源(Verf)比較，控制Q2,Q1的導(dǎo)通與截止，從而達到保持電流恒定的目的。2.電子負載的恒電壓控制(中文名稱：定電壓模式; 英文名稱：CV-Constant Voltage mode)。電路原理見下圖;恒電壓模式的電路原理與電流控制基本相同。

模擬真實環(huán)境中的可編程直流電子負載

　　可編程電源-電子負載可以模擬真實環(huán)境中的負載(用電器)，一般對電源要求比較嚴格的廠家都會用電子負載來檢測電源的好壞。它有好多功能，可以調(diào)節(jié)負載大小，以及短路，過流，動態(tài)等等，應(yīng)該說所有的電源廠家都會有用，而且也必須有。

可編程直漢電子負載的原理

　　電子負載可以模擬真實環(huán)境中的負載(用電器)。它有恒流、恒阻、恒壓和恒功率功能，以及短路，過流，動態(tài)等等，應(yīng)該說所有的電源廠家都會有用，而且也必須有。電子負載分為直流電子負載和交流電子負載，由于電子負載的應(yīng)用面問題，本文主要介紹直流電子負載。

　　市面常見的直流電子負載有幾家：美國的安捷倫，中國臺灣的CHROMA和博計還有國產(chǎn)的具有軍工背景的*艾諾和費思泰克。電子負載一般分為單體電子負載和多體電子負載，單體電子負載勝于操作方便，功能不多，體積不大，但是整體性能上低于多體電子負載。我們就以具有代表性的多體電子負載為例來說明，選取了各個廠商的代表性產(chǎn)品：安捷倫N3300A系列，CHROMA63100系列，博計3310D系列和費思泰克FT6600A系列為例針對電子負載的選型加以說明。

可編程電源-電子負載基本選擇

1.電壓，電流和功率的選擇

　　根據(jù)被測設(shè)備的輸出特性來選擇電子負載：電壓，電流，功率和測試需求度。電子負載的模組在測試時只能夠單獨工作或者并聯(lián)操作，串聯(lián)對于模組來說是很危險的。所以的狀態(tài)是所有要求均在單模組的量程范圍內(nèi)，其次是通過多模組并聯(lián)能夠?qū)崿F(xiàn)的選型。也就是說，所選模組的電壓時一定要符合測試要求。單個模組或者滿裝機框時(安捷倫、費思泰克6模組，CHROMA、博計4個)的電流和功率總和要滿足測試要求。

2.度和分辨率的選擇

　　度和分辨率是電子負載的一個重要的參數(shù)指標。

　　電子負載的度不同表示方法的意義。

　　1%+2d　1%的測量值+zui小顯示值的2倍

　　1%+2%FS： 1%的測量值+1%的滿量程

　　1%OF：　1%的(滿量程+測量值)

　　比如費思泰克電子負載60V60A300W的恒流度是0.1%+5mA，博計同樣的模組是0.2%OF，換算以后就是0.2%+120mA，所以不要只看標稱度，要換算以后才能對比那個度更高一些。

　　分辨率：是儀器能夠反映外部變化的zui小外部變化量。比如，CHROMA電子負載的分辨率是0.25mA，費思泰克電子負載的分辨率是0.1mA，

可編程電源-電子負載功能選擇

1.基本功能選擇

　　市面上的電子負載均有基本的四項功能：恒流、恒壓、恒阻和恒功率(安捷倫沒有恒功率)。在功能基本相同，度相差不大的情況下，怎么判斷是否符合要求呢?CHROMA和博計的電子負載只有一套工作電路，就是恒流功能。其他功能是根據(jù)歐姆定律計算出來，雖然標稱有其他功能，但是實際情況是只有恒流功能，通過調(diào)節(jié)電流來實現(xiàn)其他功能。這樣節(jié)省了成本，卻留下了其他功能工作精度低，工作的不穩(wěn)定,在他們內(nèi)部流傳的一句話是，恒阻功能的誤差沒有上限。測試完成的情況，要看電源的質(zhì)量，外部環(huán)境和運氣了。而安捷倫電子負載的所有功能均有不同的電路實現(xiàn)，完夠很好的完成所標稱的所有極限指標，穩(wěn)定帶載。

　　如果只是用到恒流功能，對其他功能要求不多的情況下，可以選用合適的，符合度的電子負載。如果對其他功能要求能夠穩(wěn)定的帶載，就要考慮這個問題了。

2.動態(tài)帶載

　　動態(tài)帶載，就是電子負載做模擬的變化帶載，也叫瞬態(tài)。幾個重要的參數(shù)：

　　變化斜率：籠統(tǒng)的說是電子負載可以完成的變化速度，地說是電子負載變化時，從變化量的10%～90%的變化速率。恒流狀態(tài)下的單位是A/mS，A/uS。

　　響應(yīng)時間：電子負載可以完成變化的zui小時間。單位uS。

　　電子負載的動態(tài)(瞬態(tài))頻率分為兩種：

　　動態(tài)頻率(只包含一個上升沿或者一個下降沿，或者說單位時間變化的次數(shù))，瞬態(tài)頻率(一個周期包含上升沿+下降沿)。

　　一個電子負載是否做的貨真價實，就要看電子負載的變化帶載完成的情況了。如果是硬件實現(xiàn)的功能，就可以用示波器測試電流輸出監(jiān)視端口，查看波形是否完好。如果出現(xiàn)毛刺或者信噪比很大的情況下，那么此功能僅僅是由軟件計算，而不是硬件實現(xiàn)的。

　　軟件實現(xiàn)的動態(tài)帶載時無法的執(zhí)行電子負載所設(shè)定的變化。但是如果要求不高，可忽略這種現(xiàn)象造成的影響。

3.模擬帶載(外部編程輸入)

　　本功能是為了實現(xiàn)更復(fù)雜的電子負載帶載變化情況而設(shè)定的功能。動態(tài)帶載是模擬一個梯形波變化的帶載功能，而本功能大大擴充了電子負載所能執(zhí)行的變化方式。只要信號發(fā)生器能夠發(fā)生的電壓在10V一下的波形信號，電子負載均能模擬。擁有此功能的電子負載有，安捷倫和博計。其中博計是不建議客戶使用此功能。

4.序列功能

　　序列功能是指把很多定態(tài)設(shè)置按時間順序排列組合成一個測量過程。可以完成一個產(chǎn)品的整個質(zhì)量參數(shù)的測量，本功能大大簡化了繁瑣的設(shè)置，減輕了測試工作量。配合存儲設(shè)置和調(diào)用功能，更是大大簡化了操作。序列的可設(shè)置步驟跟據(jù)品牌不同而不同。

可編程電源-電子負載保護功能選擇

　　電子負載應(yīng)該有完善的保護功能。保護功能分為對內(nèi)(電子負載)保護功能和對外(被測設(shè)備)保護功能。對內(nèi)保護有：過壓保護，過流保護，過功率保護，電壓反向和過溫保護。對外保護有：過流保護，過功率保護，吃載電壓荷低電壓保護。選擇電子負載應(yīng)該選擇是擁有真保護國內(nèi)的電子負載。如果功能是由硬件實現(xiàn)的，保護速度會很快。如果是由軟件實現(xiàn)，速度有滯后性，并且模組死機的話將會發(fā)生危險。

其他功能選擇

　　如果還需要電子負載的其他功能，請參看需求選擇擁有這個功能的電子負載。比如

　　同步功能：可以同時操作多個模組的工作狀態(tài)。

　　聯(lián)機接口：GPIB,RS232,LAN,USB，選擇適合的，(CHROMA的GPIB要另外出錢購買)。

　　組裝ATE測試系統(tǒng)：考慮接線柱連接其他設(shè)備的方便性，考慮命令的標準性等等。

　　過流，過功率測試。OCP,OPP。在產(chǎn)品需要的時候選擇此功能，適用于研發(fā)等。

　　總言：電子負載的種類是多種多樣的，選擇適合的電子負載是電源類研發(fā)或者生產(chǎn)中一個重要的方面。在可以接受的成本下，選擇更好更方便的電子負載是提率，保證質(zhì)量的前提。