电子负载的工作原理及具体的应用实例

电子负载的工作原理及具体的应用实例
1.电子负载的工作原理：

电子负载，顾名思义，是用电子器件实现的“负载”功能，其输出端口符合欧姆定律。具体地说，电子负载是通过控制内部功率器件MOSFET或晶体管的导通量，使功率管耗散功率，消耗电能的设备。

  电子负载一般具有定电流、定电压、定电阻、定功率、短路及动态负载多种模式，可以模拟各种不同的负载状况，

2.电子负载的应用实例：

（1）液晶等电脑组件生产企业：可以使用电子负载实现其内部供电模块的测试以及老化

（2）开关电源厂家：一般的，电子负载可实现直流电源供应器的电源稳定性、负载稳定性、输出电压调整和瞬态特性等参数的测试。对于多路输出的电源可以使用组合附在测试

（3）适配器/充电器厂家：

测试电池适配器输出电压和电流的调整能力是很重要的，它将保证正确地对设备供电和对设备电池充电。可以使用CC和CR工作模式进行常规性能测试，可以使用OCP和SHORT等功能测试产品的保护动作测试。充电器的调节时间、充电时间等均可由负载的拉载时间测试出。

电子负载电路原理图
   原理图如图2示，基本电路为除虚线框⑤和两个万用表以外的部分，由恒压电路、恒流电路、过流保护电路、驱动电路组成。V=12V输入电压，经过限流电阻R1到三端可调分流基准源U1(TL431)的阴极K后，由参考端R得到输出基准电压VR为2.5V，经电阻R1到调整滑动变阻器R6，一路经电阻R2为U3A提供电压，另一路经电阻R7为U3C提供电压。

1.恒压电路
   如图2虚线框①示。当负载端输入电压增大时，U3A同相输入端电压增大。当同相输人端电压大于反相输入端电压(基准电压)时，U3A输出高电平，在场效应管Q1、Q2、Q3、Q4的栅极G电压VG上产生压降，使得漏极D和源极S之间的电压VDS减小，从而达到恒压的目的。

2.恒流电路
   如图2虚线框②示。当负载电流增大时，R19、R22、R25、R28上的电压增大。即R18、R21、R24、R27上的取样电压增大，也即是U3C反相输入端电压增大，当U3C反相输入端电压大于同相输入端电压时，U3C输出低电平，场效应管Q1、Q2、Q3、Q4的栅极G电压VG减小，Q1、Q2、Q3、Q4的内阻RDS增大，负载电流减小，从而达到恒流的目的。

3.过流保护电路
   如图2虚线框③示。当负载电流增大时，R19、R22、R25、R28上的电压增大，即R18、R21、R24、R27上的取样电压增大，U3B反相输入端电压增大，但电流继续增大。当反相端电压大于设定过流保护电流的基准电压(同相端输入电压)时，U3B输出低电平，场效应管Q1、Q2、Q3、Q4的栅极G电压VG减小，Q1、Q2、Q3、Q4的内阻RDS增大，负载电流减小，从而起到过流保护作用。

4.驱动电路
  如图2虚线框④示。Q1、Q2、Q3、Q4选用大功率场效应管IRF540作为功率器，但是多管并联后，由于极间电容和分布电容相应增加，使放大器的高频特性变坏，通过反馈容易引起放大器的高频寄生振荡。为此，并联复合管一般不过4个，而且在每管基极或栅极上串接防寄生振荡电阻。R17、R20、R23、R26为驱动电阻，R18、R21、R24、R27为取样电压电阻，R19、R22、R25、R28为限流电阻。C9一端接场效应管IRF540漏极，另一端接地，用于防震荡。
 

可编程直流电子负载PEL-2000系列可以工作在定电流、定电压、定电阻模式下，并可模拟各种动态负载状态，透过负载电压、电流、负载的上升及下降斜率、电流准位、持续时间等参数来编辑负载波形，同时提供外部波形信号控制以及V&I监测功能，测试参数及状态的存储可高达120组，系统可根据自动测试需求，随时从仪器内的存储单元EEPROM中呼叫出来使用。

   PEL-2000系列包含两种主控含机框PEL-2002(可容纳双模块)与PEL-2004(可容纳四模块)，采用模组化设计，帮使用者保留未来可能会运用到更高功率需求的扩充性，目前提供4款负载模组[分别为：PEL-2020(200W双信道负载模块100W*2; PEL-2030 (280W双信道负载模块30W+ 250W) ;PEL-2040(350W单信道负载模块);PEL-2041(350W单信道负载模块)]，以PEL-2004来代表多可以组成8个通道同步使用，功率从200W到350W不等，电流可从0-70A，电压量测可从1-500V，使用者可依据实际需求，选择适当的负载模组及控制模组进行组合或重组负载系统，可同步执行多组电子负载模组拉载的应用，同时每个模组采用隔离与地浮接方式，避免造成短路回路; 现今绿能产业蓬勃发展，PEL-2000系列符合各式消费性电子及车用能源设备测试的需求，透过外部排线并联控制功能，多可以同时控制五个主机框，使用功率高达到7kVA。

   为了实现更好的灵活性，PEL-2000系列配备了RS232、USB、GPIB(选配)接口、GO/NG端口，同时还配备了驱动程序和针对LabView、VB、C、C++的测试设备软体。

   固纬公司推出的PEL-2000系列主要应用于多路或单路输出的AC/DC电源、DC/DC输出变换器、充电器及电源类电子组件性能的测试，对工程师在设计研发、生产线测试及产品检测作业上提供快速有效的测试方案，同时具有的OPP、OCP、OVP、OTP、低压保护以及正反向极性保护功能更大大提高了产品的可靠性。
 

PEL-2002 可编程电子负载主机框(二模組)

PEL-2004 可编程电子负载主机框(四模組)

PEL-2020 双通道负载模組(80V/20A;100W) x2

PEL-2030 双通道负载模組(80V/5A;30W) x 2+ (80V/40A;250W)

PEL-2040单通道负载模組(80V/70A;350W)

PEL-2041单通道负载模組(500V/10A;350W)

10组预置内存
可并行操作
支持负载模拟的序列功能
外部波形控制功能
高精度和高分辨率
可变转换速率
高达8通道的多通道输出
过功率/过电流/过电压/过温保护
延迟控制
USB接口，支持RS-232CGPIB(选配)
120组设置内存

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