电子负载的工作原理

电子负载的事情原理

在开头主题之前,我们必要了解的是:负载电阻是什么?

将其拆分:负载和电阻;

负载,望文生义,是指毗连在电路中的电源两头的电子元件。主要功效就是将电能转换成其他情势的能,以完成能量的转换。负载电阻是电阻的一种,是指电路中的“负载”也就是电路里的事情装备的电阻。比如,照明电路中灯胆的电阻就是负载电阻。

从广义上界说,负载就是给电源制造包袱的实体,电子负载包含种种电器;从局面意思上界说,电子负载就是一个可调(大概等效于)的电阻,寻常也可以事情于一种大概多种事情形式,有恒定电流,恒定电压,恒定电阻,恒定功率等。

1:电子负载的用处:

严厉来说一切的电源输入类产物都必要举行测试,测试就必要用对应的产物(大概切合的负载),对此可以用一个安稳电阻来模仿实践的产物,对特定的电源参数举行测试和老化,但要测试电源产物种种参数,轻载、满载、重载、特别是参数必要厘革的时分,这时分就必必要一个电子负载了,电子负载能在一定范围内调治各项参数,恒压,恒流,恒阻,恒功率等。

2:电子负载常用的形式:恒流形式,恒压形式,恒阻形式。

恒流形式(见下图)

CC 形式原理图


图中,R1是限流电阻,Q1 是功率管子,当运算扩大器的正端比负端电压高时,输入高电压推进Q1 拉载电流,当B 点检测的电压值和A 端检测的电压近似时,到达一个均衡值,此时MOS 管子的电压是恒定的,当A 端电压上升时,B 点的电压也上升,电流增长;B 的的电压值被限定在和A 点基本一律时,到达平恒,从而到达恒流的目标。因此,在控制的时分只必要用一个小电阻控制A 端的电压就可以到达恒定电流的目标。表1 是输入电压和输入电流的比例一栏表

由表1 可以看出输入电流仅有电压有干系,而于输入电压不关。表1


恒流的电子负载形式使用于必要恒放逐电的电子产物,好比种种充电器,电源输消费物。

恒压形式(见下图)

CV 形式原理图


图中,R1 是限流电阻,Q1 是功率管子,当运算扩大器的正端比负端电压高时,输入高电压推进Q1 拉载电流,当A 点检测的电压值和G 端检测的电压近似时,到达一个均衡值,此时MOS 管子的电压是恒定的。当电源VCC 电压上升时,形成A 端电压上升,由于G 端电压安定,此时运算扩大器导通,Q1 拉载电流加大,将电源电压拉低,A 端电压减低,最初使A 点电压即是G 点电压,到达均衡。改动电阻R2,R3 的分压比,可以改动控制电压和输入电压的比值。

电源电压,输入电压,控制电压的干系表(见表2)

可以看出,输入电压和输入电压没有干系,输入电压只和控制电压有干系。

表2


恒压形式主要使用于各种LED 产物,由于LED 电压要思索种种不同设置的LED 的个数,假如设置电子负载为各个电压点,从而能检测出在某个电压点的电源运转情况。

恒阻形式(见图5、图6)


CR 形式原理图


图中,R1 是限流电阻,Q1 是功率管子,当运算扩大器的正端比负短电压高时,输入高电压推进Q1 拉载电流,当A 点检测的电压值和G 端检测的电压近似时,到达一个均衡值。

当控制的电压值是0.1V,输入的电源电压是12V 时,输入电流时1A,则盘算出其电阻值是

12V/1A=12R;单电源电压上升至24V 时,再来盘算一下,此时A 点电压由于VCC 的上升也随着上升变成0.2V;从而使B 点电压上升到0.2V 此时电流变成2A,到达一个均衡,盘算出其电阻为

24V/2A=12R,由实践可知,输入电压的厘革,形成检测电压也成比例上升,电流成比例上升,终极的后果是电阻安定,到达恒阻的目标。

表3是输入电源电压和电阻设定在特定值时的参数表


由上表可知,设置电阻=输入电压/输入电流,也就是说电压厘革时电流也随着厘革,整个阶段电阻值坚持安定,当改动电阻时,电流也随之改动,恒阻的电子负载在完成起来时比拟力较困难,因此有些电子负载并不设专门的硬件电路来完成,而是接纳MCU经过CC形式盘算出来,这种恒阻的办法呼应会比力慢,可以在要求不高的情况下使用,专业的恒阻电子负载都是由硬件来完成的。

但是电子负载另有很多变种的形式,如恒功率,恒压恒流等等,基本上都是外表那几种都经过盘算出来的。

3:产业电子负载的计划

负载设置是一个比力繁复的电路,必要完成以下几个方面:

(1)与电脑通讯一个完备的装备,除了实用,还要有更友好的界面,如下所示,必要让用户看到各项参数,这就触及通讯,产业常用的可靠简便的通讯接口是485 接口,接纳Mudbus 通讯协议。

(2)电源安定电路电子负载作为产物老化的测试装备,起首必要确保本身产物的安定可靠,电

源一定要安定,当必要个电子负载同时使用时,还必要互相的断绝,以是每一个电子负载必必要确保本身与电源的好效断绝。

(3)PWM 安定与调治电路现在大大多电子负载均接纳MCU 控制电路,调治的电压值大大多

都是PWM 输入后滤波所得,此时一定要确保滤波后的直流安定,动摇小,不然终极做出的电子负载会有很大的动摇,乃至崩溃,毁坏整个产物。

(4)信号收罗对此除了必要输入特定的电压控制电压电流外,一个完备的电子负载还必需能

够收罗到实践的电流电压值,如此便于构成一个闭环控制,也才干晓得实践的产物对否切合要求。

(5)实践电路底下是笔者计划的一个电流在0-8A 电子负载的实践电路,其原理(参见图8):

图中,MCU 颠末PWM 滤波后的信号经过R7,R8 分压输入到运放OP07 的第三脚,老化后的电流在电阻R14 捡测出来,经过R13 输入到OP07 的第2 脚,颠末比力后的电压经OP07 的Out 输入到Q4 的栅极控制着输入的电流,电源电压经过电阻R10,R11 分压后输入到单片机的AD 端口,电流信号通讯R15 输入到单片机的AD 端口,单片机颠末处理后,再将信号输入到控制级,完成整个历程。


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