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可编程直流电子负载原理

基本简介

　　可编程直流电子负载的基本工作模式(CC/CV)是电子负载在电源产品的设计生产中扮演着很重要的角色，然而直到现在它似乎仍然披着神秘的面纱。下面的例子可以让你对电子负载有个初步的了解；1.电子负载的恒流控制（中文名称：定电流模式；英文名称：CC-ConstantCurrentmode）。。电路的核心实质是一个电流取样负反馈控制环路，晶体管Q1(2N3055)在这里既作为电流的控制器件同时也作为被测电源的负载。晶体管Q2(BC337)是Q1的推动管；电阻R1是电流－电压转换元件(I/Vconverter)，落在R1上的电压降通过电压比较器IC1与基准源（Verf）比较，控制Q2,Q1的导通与截止，从而达到保持电流恒定的目的。2.电子负载的恒电压控制（中文名称：定电压模式；英文名称：CV-Constant Voltage mode）。电路原理见下图；恒电压模式的电路原理与电流控制基本相同。

模拟真实环境中的可编程直流电子负载

　　可编程电源-电子负载可以模拟真实环境中的负载（用电器），一般对电源要求比较严格的厂家都会用电子负载来检测电源的好坏。它有好多功能，可以调节负载大小，以及短路，过流，动态等等，应该说所有的电源厂家都会有用，而且也必须有。

可编程直汉电子负载的原理

　　电子负载可以模拟真实环境中的负载（用电器）。它有恒流、恒阻、恒压和恒功率功能，以及短路，过流，动态等等，应该说所有的电源厂家都会有用，而且也必须有。电子负载分为直流电子负载和交流电子负载，由于电子负载的应用面问题，本文主要介绍直流电子负载。

　　市面常见的直流电子负载有几家：美国的安捷伦，台湾的CHROMA和博计还有国产的具有**背景的后起之秀艾诺和费思泰克。电子负载一般分为单体电子负载和多体电子负载，单体电子负载胜于操作方便，功能不多，体积不大，但是整体性能上低于多体电子负载。我们就以具有代表性的多体电子负载为例来说明，选取了各个厂商的代表性产品：安捷伦N3300A系列，CHROMA63100系列，博计3310D系列和费思泰克FT6600A系列为例针对电子负载的选型加以说明。

可编程电源-电子负载基本选择

1．电压，电流和功率的选择

　　根据被测设备的输出特性来选择电子负载：电压，电流，功率和测试需求**度。电子负载的模组在测试时只能够单独工作或者并联操作，串联对于模组来说是很危险的。所以*理想的状态是所有要求均在单模组的量程范围内，其次是通过多模组并联能够实现的选型。也就是说，所选模组的电压时一定要符合测试要求。单个模组或者满装机框时（安捷伦、费思泰克6模组，CHROMA、博计4个）的电流和功率总和要满足测试要求。

2．**度和分辨率的选择

　　**度和分辨率是电子负载的一个重要的参数指标。

　　电子负载的**度不同表示方法的意义。

　　1%+2d　1%的测量值+*小显示值的2倍

　　1%+2%FS： 1%的测量值＋1%的满量程

　　1%OF：　1%的（满量程＋测量值）

　　比如费思泰克电子负载60V60A300W的恒流**度是0.1%+5mA，博计同样的模组是0.2%OF，换算以后就是0.2%+120mA，所以不要只看标称**度，要换算以后才能对比那个**度更高一些。

　　分辨率：是仪器能够反映外部变化的*小外部变化量。比如，CHROMA电子负载的分辨率是0.25mA，费思泰克电子负载的分辨率是0.1mA，

可编程电源-电子负载功能选择

1．基本功能选择

　　市面上的电子负载均有基本的四项功能：恒流、恒压、恒阻和恒功率（安捷伦没有恒功率）。在功能基本相同，**度相差不大的情况下，怎么判断是否符合要求呢？CHROMA和博计的电子负载只有一套工作电路，就是恒流功能。其他功能是根据欧姆定律计算出来，虽然标称有其他功能，但是实际情况是只有恒流功能，通过调节电流来实现其他功能。这样节省了成本，却留下了其他功能工作精度低，工作的不稳定,在他们内部流传的一句话是，恒阻功能的误差没有上限。测试完成的情况，要看电源的质量，外部环境和运气了。而安捷伦电子负载的所有功能均有不同的电路实现，完全能够很好的完成所标称的所有极限指标，稳定带载。

　　如果只是用到恒流功能，对其他功能要求不多的情况下，可以选用合适的，符合**度的电子负载。如果对其他功能要求能够稳定的带载，就要考虑这个问题了。

2．动态带载

　　动态带载，就是电子负载做模拟的变化带载，也叫瞬态。几个重要的参数：

　　变化斜率：笼统的说是电子负载可以完成的变化速度，**地说是电子负载变化时，从变化量的10%～90%的变化速率。恒流状态下的单位是A/mS，A/uS。

　　响应时间：电子负载可以完成变化的*小时间。单位uS。

　　电子负载的动态（瞬态）频率分为两种：

　　动态频率（只包含一个上升沿或者一个下降沿，或者说单位时间变化的次数），瞬态频率（一个周期包含上升沿＋下降沿）。

　　一个电子负载是否做的货真价实，就要看电子负载的变化带载完成的情况了。如果是硬件实现的功能，就可以用示波器测试电流输出监视端口，查看波形是否完好。如果出现毛刺或者信噪比很大的情况下，那么此功能仅仅是由软件计算，而不是硬件实现的。

　　软件实现的动态带载时无法**的执行电子负载所设定的变化。但是如果要求不高，可忽略这种现象造成的影响。

3．模拟带载（外部编程输入）

　　本功能是为了实现更复杂的电子负载带载变化情况而设定的功能。动态带载是模拟一个梯形波变化的带载功能，而本功能大大扩充了电子负载所能执行的变化方式。只要信号发生器能够发生的电压在10V一下的波形信号，电子负载均能模拟。拥有此功能的电子负载有，安捷伦和博计。其中博计是不建议客户使用此功能。

4．序列功能

　　序列功能是指把很多定态设置按时间顺序排列组合成一个测量过程。可以完成一个产品的整个质量参数的测量，本功能大大简化了繁琐的设置，减轻了测试工作量。配合存储设置和调用功能，更是大大简化了操作。序列的可设置步骤跟据品牌不同而不同。

可编程电源-电子负载保护功能选择

　　电子负载应该有完善的保护功能。保护功能分为对内（电子负载）保护功能和对外（被测设备）保护功能。对内保护有：过压保护，过流保护，过功率保护，电压反向和过温保护。对外保护有：过流保护，过功率保护，吃载电压荷低电压保护。选择电子负载应该选择是拥有真保护国内的电子负载。如果功能是由硬件实现的，保护速度会很快。如果是由软件实现，速度有滞后性，并且模组死机的话将会发生危险。

其他功能选择

　　如果还需要电子负载的其他功能，请参看需求选择拥有这个功能的电子负载。比如

　　同步功能：可以同时操作多个模组的工作状态。

　　联机接口：GPIB,RS232,LAN,USB，选择适合的，（CHROMA的GPIB要另外出钱购买）。

　　组装ATE测试系统：考虑接线柱连接其他设备的方便性，考虑命令的标准性等等。

　　过流，过功率测试。OCP,OPP。在产品需要的时候选择此功能，适用于研发等。

　　总言：电子负载的种类是多种多样的，选择适合的电子负载是电源类研发或者生产中一个重要的方面。在可以接受的成本下，选择更好更方便的电子负载是提高效率，保证质量的前提。

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