可編程直流電子負(fù)載的定義及應(yīng)用

在電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，經(jīng)常要對(duì)開關(guān)電源、線性電源、UPS電源、變壓器、整流器、電池、充電器等電子設(shè)備進(jìn)行測(cè)試，傳統(tǒng)的測(cè)試方法中一般都采用電阻、滑動(dòng)變阻器、電阻箱等充當(dāng)測(cè)試負(fù)載，但這些負(fù)載不能滿足我們對(duì)負(fù)載多樣性的需求，如：恒定電流的負(fù)載，隨意調(diào)節(jié)阻值的負(fù)載，恒定功率的負(fù)載，動(dòng)態(tài)負(fù)載等，因此，可編程電子負(fù)載才被設(shè)計(jì)開發(fā)出來(lái)。根據(jù)負(fù)載所接電流類別，電子負(fù)載可以分為兩大類：直流電子負(fù)載和交流電子負(fù)載。本文主要討論直流電子負(fù)載。 　

       直流電子負(fù)載定義　　

GBT 29843-2013直流電子負(fù)載通用規(guī)范中對(duì)直流電子負(fù)載的定義是：能吸收直流電能，并將吸收的直流電能耗散、儲(chǔ)存或回饋電網(wǎng)的一種電子電路裝置，該裝置所吸收的電流大小可以調(diào)節(jié)或設(shè)置，其端口輸入特性符合歐姆定律。 　　

電子負(fù)載，顧名思義，是用電子器件實(shí)現(xiàn)的“負(fù)載"功能。具體地說(shuō)，電子負(fù)載是通過(guò)控制內(nèi)部功率器件MOSFET或晶體管的導(dǎo)通量，使功率管耗散功率，消耗電能的設(shè)備。 　　

電子負(fù)載類似于可以拉載電流的輸入設(shè)備，如同一個(gè)可編程的功率電阻。 　　 　　

      直流電子負(fù)載應(yīng)用領(lǐng)域　　

直流電子負(fù)載通過(guò)模擬實(shí)物負(fù)載和負(fù)載波形，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電源供應(yīng)器規(guī)格特性的測(cè)試，也可以作為ATE或ATS系統(tǒng)的組成單元，在線對(duì)充電器、蓄電池等的壽命特性及功率電子元器件的參數(shù)特性進(jìn)行測(cè)試。 　　

直流電子負(fù)載的應(yīng)用領(lǐng)域主要有： 　　

各類直流電源供應(yīng)器(AC/DC、DC/DC)行業(yè)，如穩(wěn)壓電源、恒流源、開關(guān)電源、模塊電源、電源適配器等; 　　

各類電池、蓄電池行業(yè); 　　

電池充電器、手機(jī)充電器等充電器行業(yè); 　　

MOS管、IGBT、電容器、PFC模塊、整流器等功率電子元器件行業(yè); 　　

直流電子負(fù)載的基本功能 　　

總體來(lái)說(shuō)，電子負(fù)載包括兩大工作模式：靜態(tài)負(fù)載模式(Static Load Mode)和動(dòng)態(tài)負(fù)載模式(DynamicLoad Mode)。更復(fù)雜的還有序列功能(List)。 　　

1、靜態(tài)模式 　　

靜態(tài)模式下，直流電子負(fù)載輸入端口所吸收的電流由所設(shè)定相關(guān)參數(shù)確定，并不隨時(shí)間變化。靜態(tài)模式通常又分為：定電流(CC)模式，定電壓(CV)模式，定電阻(CR)模式，定功率(CP)模式。 　　

CC模式：定電流模式(ConstanceCurrent Mode) 　　

直流電子負(fù)載輸入端口吸收的電流按所設(shè)定的電流值保持恒定，與輸入電壓大小無(wú)關(guān)，如下圖所示。 　

應(yīng)用：CC模式通常應(yīng)用于電壓源的測(cè)試和老化。例如測(cè)試電源供應(yīng)器的負(fù)載調(diào)解率。負(fù)載調(diào)解率是電源供應(yīng)器在負(fù)載變動(dòng)情況下提供穩(wěn)定輸出電壓的能力。 　　

負(fù)載調(diào)解率是電源供應(yīng)器輸出電壓偏差率的百分比，用以下公式計(jì)算： 　

CV模式：定電壓模式(ConstanceVoltage Mode) 　　

直流電子負(fù)載輸入端口吸收的電流按所設(shè)定的電壓值而確定，此時(shí)電子負(fù)載將吸收足夠的電流直到負(fù)載電壓等于設(shè)定值為止，如下圖所示。 　　

應(yīng)用：CV模式通常應(yīng)用于電流源和電池充電器的測(cè)試。例如測(cè)試電源供應(yīng)器的限流特性及電流負(fù)載調(diào)解率。定電壓模式負(fù)載也可以仿真電池的端電壓，所以也可以適用于電池充電器測(cè)試。 　　

CR模式：定電阻模式(ConstanceResistance Mode) 　　

直流電子負(fù)載輸入端口吸收的電流按所設(shè)定的負(fù)載電阻和輸入電壓大小而確定，此時(shí)的負(fù)載電流與輸入電壓成正比，電子負(fù)載等效為一個(gè)恒定的電阻，如下圖所示： 　

應(yīng)用：CR模式通常應(yīng)用于測(cè)試電壓源或者電流源，如測(cè)試電源供應(yīng)器的啟動(dòng)與限流特性，或模擬設(shè)定范圍內(nèi)任意阻值的固定電阻(類似于滑動(dòng)變阻器)。 　　

CP模式：定功率模式(ConstancePower Mode) 　　

直流電子負(fù)載輸入端口吸收的電流按所設(shè)定的功率和輸入電壓的大小而確定，此時(shí)負(fù)載電流與輸入電壓的乘積等于功率設(shè)定值，如下圖所示。 　　

應(yīng)用：CP模式通常應(yīng)用于電池容量測(cè)試。 　　

2、動(dòng)態(tài)模式 　　

動(dòng)態(tài)模式下，直流電子負(fù)載輸入端口所吸收的電流按所設(shè)定或選擇的變化規(guī)律及特征參數(shù)隨時(shí)間進(jìn)行變換。該模式下，電子負(fù)載在兩種負(fù)載之間周期性的交替切換。動(dòng)態(tài)模式根據(jù)動(dòng)態(tài)拉載的方式又分為：連續(xù)模式(Continuous)，脈沖模式(Pulse)，翻轉(zhuǎn)模式(Toggle)。 　　 

應(yīng)用：該方式可測(cè)試電源供應(yīng)器及其它轉(zhuǎn)換器的整體回路響應(yīng)。在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)負(fù)載都是變動(dòng)的，如計(jì)算機(jī)磁盤驅(qū)動(dòng)器動(dòng)作與不動(dòng)作時(shí)，其工作電流隨之變化，動(dòng)態(tài)負(fù)載模式能仿真這一狀況，從而測(cè)試計(jì)算機(jī)電源對(duì)于動(dòng)態(tài)負(fù)載的響應(yīng)能力。

連續(xù)模式(Continuous) 　　

在恒流連續(xù)模式下，當(dāng)動(dòng)態(tài)測(cè)試操作使能且觸發(fā)后，負(fù)載電流會(huì)連續(xù)在A值及B值之間切換。 　　 

脈沖模式(Pulse) 　　

在脈沖模式下，當(dāng)動(dòng)態(tài)測(cè)試操作使能后，每接收到一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，負(fù)載就會(huì)切換到B值，在維持B脈寬時(shí)間后，會(huì)切換回A值。

翻轉(zhuǎn)模式(Toggle)

　　在觸發(fā)模式下，當(dāng)動(dòng)態(tài)測(cè)試操作使能后，每接收到一個(gè)觸發(fā)信號(hào)后，負(fù)載就會(huì)在A值及B值之間切換一次。

　　3、序列模式(List)

　　List模式提供一種自由編輯電子負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)的功能，該功能下，每一步的狀態(tài)參數(shù)都可單獨(dú)設(shè)置。如下圖所示。

　　應(yīng)用：該方式可用于模擬復(fù)雜的負(fù)載變化過(guò)程，具有非常高的靈活度。

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