電子負(fù)載的工作原理及具體的應(yīng)用實(shí)例

電子負(fù)載的工作原理及具體的應(yīng)用實(shí)例
1.電子負(fù)載的工作原理：

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，其輸出端口符合歐姆定律。具體地說，電子負(fù)載是通過控制內(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)載一般具有定電流、定電壓、定電阻、定功率、短路及動(dòng)態(tài)負(fù)載多種模式，可以模擬各種不同的負(fù)載狀況，

2.電子負(fù)載的應(yīng)用實(shí)例：

（1）液晶等電腦組件生產(chǎn)企業(yè)：可以使用電子負(fù)載實(shí)現(xiàn)其內(nèi)部供電模塊的測(cè)試以及老化

（2）開關(guān)電源廠家：一般的，電子負(fù)載可實(shí)現(xiàn)直流電源供應(yīng)器的電源穩(wěn)定性、負(fù)載穩(wěn)定性、輸出電壓調(diào)整和瞬態(tài)特性等參數(shù)的測(cè)試。對(duì)于多路輸出的電源可以使用組合附在測(cè)試

（3）適配器/充電器廠家：

測(cè)試電池適配器輸出電壓和電流的調(diào)整能力是很重要的，它將保證正確地對(duì)設(shè)備供電和對(duì)設(shè)備電池充電?？梢允褂肅C和CR工作模式進(jìn)行常規(guī)性能測(cè)試，可以使用OCP和SHORT等功能測(cè)試產(chǎn)品的保護(hù)動(dòng)作測(cè)試。充電器的調(diào)節(jié)時(shí)間、充電時(shí)間等均可由負(fù)載的拉載時(shí)間測(cè)試出。

電子負(fù)載電路原理圖
   原理圖如圖2所示，基本電路為除虛線框⑤和兩個(gè)萬用表以外的部分，由恒壓電路、恒流電路、過流保護(hù)電路、驅(qū)動(dòng)電路組成。V=12V輸入電壓，經(jīng)過限流電阻R1到三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源U1(TL431)的陰極K后，由參考端R得到輸出基準(zhǔn)電壓VR為2.5V，經(jīng)電阻R1到調(diào)整滑動(dòng)變阻器R6，一路經(jīng)電阻R2為U3A提供電壓，另一路經(jīng)電阻R7為U3C提供電壓。

1.恒壓電路
   如圖2虛線框①所示。當(dāng)負(fù)載端輸入電壓增大時(shí)，U3A同相輸入端電壓增大。當(dāng)同相輸人端電壓大于反相輸入端電壓(基準(zhǔn)電壓)時(shí)，U3A輸出高電平，在場(chǎng)效應(yīng)管Q1、Q2、Q3、Q4的柵極G電壓VG上產(chǎn)生壓降，使得漏極D和源極S之間的電壓VDS減小，從而達(dá)到恒壓的目的。

2.恒流電路
   如圖2虛線框②所示。當(dāng)負(fù)載電流增大時(shí)，R19、R22、R25、R28上的電壓增大。即R18、R21、R24、R27上的取樣電壓增大，也即是U3C反相輸入端電壓增大，當(dāng)U3C反相輸入端電壓大于同相輸入端電壓時(shí)，U3C輸出低電平，場(chǎng)效應(yīng)管Q1、Q2、Q3、Q4的柵極G電壓VG減小，Q1、Q2、Q3、Q4的內(nèi)阻RDS增大，負(fù)載電流減小，從而達(dá)到恒流的目的。

3.過流保護(hù)電路
   如圖2虛線框③所示。當(dāng)負(fù)載電流增大時(shí)，R19、R22、R25、R28上的電壓增大，即R18、R21、R24、R27上的取樣電壓增大，U3B反相輸入端電壓增大，但電流繼續(xù)增大。當(dāng)反相端電壓大于所設(shè)定過流保護(hù)電流的基準(zhǔn)電壓(同相端輸入電壓)時(shí)，U3B輸出低電平，場(chǎng)效應(yīng)管Q1、Q2、Q3、Q4的柵極G電壓VG減小，Q1、Q2、Q3、Q4的內(nèi)阻RDS增大，負(fù)載電流減小，從而起到過流保護(hù)作用。

4.驅(qū)動(dòng)電路
  如圖2虛線框④所示。Q1、Q2、Q3、Q4選用大功率場(chǎng)效應(yīng)管IRF540作為功率器，但是多管并聯(lián)后，由于極間電容和分布電容相應(yīng)增加，使放大器的高頻特性變壞，通過反饋容易引起放大器的高頻寄生振蕩。為此，并聯(lián)復(fù)合管一般不過4個(gè)，而且在每管基極或柵極上串接防寄生振蕩電阻。R17、R20、R23、R26為驅(qū)動(dòng)電阻，R18、R21、R24、R27為取樣電壓電阻，R19、R22、R25、R28為限流電阻。C9一端接場(chǎng)效應(yīng)管IRF540漏極，另一端接地，用于防震蕩。
 

可編程直流電子負(fù)載PEL-2000系列可以工作在定電流、定電壓、定電阻模式下，并可模擬各種動(dòng)態(tài)負(fù)載狀態(tài)，透過負(fù)載電壓、電流、負(fù)載的上升及下降斜率、電流準(zhǔn)位、持續(xù)時(shí)間等參數(shù)來編輯負(fù)載波形，同時(shí)提供外部波形信號(hào)控制以及V&I監(jiān)測(cè)功能，測(cè)試參數(shù)及狀態(tài)的存儲(chǔ)可高達(dá)120組，系統(tǒng)可根據(jù)自動(dòng)測(cè)試需求，隨時(shí)從儀器內(nèi)的存儲(chǔ)單元EEPROM中呼叫出來使用。

   PEL-2000系列包含兩種主控含機(jī)框PEL-2002(可容納雙模塊)與PEL-2004(可容納四模塊)，采用模組化設(shè)計(jì)，幫使用者保留未來可能會(huì)運(yùn)用到更高功率需求的擴(kuò)充性，目前提供4款負(fù)載模組[分別為：PEL-2020(200W雙信道負(fù)載模塊100W*2; PEL-2030 (280W雙信道負(fù)載模塊30W+ 250W) ;PEL-2040(350W單信道負(fù)載模塊);PEL-2041(350W單信道負(fù)載模塊)]，以PEL-2004來代表多可以組成8個(gè)通道同步使用，功率從200W到350W不等，電流可從0-70A，電壓量測(cè)可從1-500V，使用者可依據(jù)實(shí)際需求，選擇適當(dāng)?shù)呢?fù)載模組及控制模組進(jìn)行組合或重組負(fù)載系統(tǒng)，可同步執(zhí)行多組電子負(fù)載模組拉載的應(yīng)用，同時(shí)每個(gè)模組采用隔離與地浮接方式，避免造成短路回路; 現(xiàn)今綠能產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，PEL-2000系列符合各式消費(fèi)性電子及車用能源設(shè)備測(cè)試的需求，透過外部排線并聯(lián)控制功能，多可以同時(shí)控制五個(gè)主機(jī)框，使用功率高達(dá)到7kVA。

   為了實(shí)現(xiàn)更好的靈活性，PEL-2000系列配備了RS232、USB、GPIB(選配)接口、GO/NG端口，同時(shí)還配備了驅(qū)動(dòng)程序和針對(duì)LabView、VB、C、C++的測(cè)試設(shè)備軟體。

   固緯公司推出的PEL-2000系列主要應(yīng)用于多路或單路輸出的AC/DC電源、DC/DC輸出變換器、充電器及電源類電子組件性能的測(cè)試，對(duì)工程師在設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)線測(cè)試及產(chǎn)品檢測(cè)作業(yè)上提供快速有效的測(cè)試方案，同時(shí)具有的OPP、OCP、OVP、OTP、低壓保護(hù)以及正反向極性保護(hù)功能更大大提高了產(chǎn)品的可靠性。
 

PEL-2002 可編程電子負(fù)載主機(jī)框(二模組)

PEL-2004 可編程電子負(fù)載主機(jī)框(四模組)

PEL-2020 雙通道負(fù)載模組(80V/20A;100W) x2

PEL-2030 雙通道負(fù)載模組(80V/5A;30W) x 2+ (80V/40A;250W)

PEL-2040單通道負(fù)載模組(80V/70A;350W)

PEL-2041單通道負(fù)載模組(500V/10A;350W)

10組預(yù)置內(nèi)存
可并行操作
支持負(fù)載模擬的序列功能
外部波形控制功能
高精度和高分辨率
可變轉(zhuǎn)換速率
高達(dá)8通道的多通道輸出
過功率/過電流/過電壓/過溫保護(hù)
延遲控制
USB接口，支持RS-232CGPIB(選配)
120組設(shè)置內(nèi)存

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