電子負載設(shè)計匯編

1、CUIT簡易電子負載設(shè)計簡易電子負載設(shè)計電子競賽培訓(xùn)系列講座電子競賽培訓(xùn)系列講座主講：徐承成主講：徐承成2013-7-電子負載主要功能電子負載主要功能主要內(nèi)容主要內(nèi)容電子負載基本概念電子負載基本概念電子負載基本組成電子負載基本組成電子負載性能指標(biāo)電子負載性能指標(biāo)v電子負載電子負載 顧名思義，電子負載儀是由電子器件組成模擬負載，用來檢測各類電源帶負荷特性和化學(xué)電源輸出性能的儀器，它是電源制作和電池性能測試必不可少的一種儀器。電子負載基本概念電子負載基本概念電源性能電源性能 思思考考輸出電壓輸出電壓 輸出電流輸出電流 電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率 負載調(diào)整率負載調(diào)整率 紋波電壓紋波電壓 自身決定自身決定

2、負載決定負載決定 穩(wěn)壓效果穩(wěn)壓效果電子負載基本概念電子負載基本概念v工作模式工作模式 穩(wěn)壓源輸出電流取決于負載，因此，調(diào)整負載大小可改變穩(wěn)壓源的輸出電流，通常我們使用電阻來充當(dāng)負載，如果我們使用電子器件模擬變阻器的作用，就可以對穩(wěn)壓源的最大輸出電流及功率進行測試。 可以通過設(shè)定電子負載大小，強制電源輸出某一電流或功率，即實現(xiàn)CC和CW模式。電子負載接在穩(wěn)壓源輸出端，其端電壓可以用A/D轉(zhuǎn)換器測量，而電流可以設(shè)定并可以測量，因此端電壓與電流的比值可以等效為電阻的作用，即CR模式。 以上方法實質(zhì)為軟件方式，也可以用硬件電路實現(xiàn)恒阻和恒功率功能，大家自行查找資料。v基本組成基本組成電子負載基本電子負

3、載基本組成組成控制器控制器恒流電路恒流電路 電壓電流檢測電壓電流檢測功率驅(qū)動功率驅(qū)動 被被測測電電源源v基本組成基本組成 恒流電路（恒流電路（V-I轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)換）電子負載基本電子負載基本組成組成ui+-+VCCRLILRf+-v基本組成基本組成 恒流電路（恒流電路（V-I轉(zhuǎn)換）轉(zhuǎn)換）電子負載基本電子負載基本組成組成能否達到能否達到要求要求?RLui1ui2RRRRIo由于引入了深度由于引入了深度負反饋，故運放負反饋，故運放存在存在虛斷虛斷、虛短虛短的特點。的特點。u+u-0II uuabcdRuuRuudii211RuuRuucii22221iidcuuuuLoRuuIv基本組成基本組成 功率驅(qū)

4、動功率驅(qū)動 利用功率器件進行擴流，從而實現(xiàn)大電流。線性電子負載，功率器件工作在放大區(qū)（恒流區(qū)），因而能消耗電源能量，實現(xiàn)負載作用，但同時發(fā)熱量極大，需要做相應(yīng)的熱保護措施。通常，根據(jù)發(fā)熱的功率及散熱器參數(shù)選擇合適面積的散熱片，100W以上散熱通常采用風(fēng)扇或水冷方式進行降溫。電子負載基本電子負載基本組成組成v基本組成基本組成 控制器結(jié)構(gòu)控制器結(jié)構(gòu) 控制算法控制算法電子負載基本電子負載基本組成組成恒流恒流電流負電流負反饋反饋硬件閉環(huán)硬件閉環(huán)軟件閉環(huán)軟件閉環(huán)響應(yīng)快，但硬件電路響應(yīng)快，但硬件電路復(fù)雜，而且不靈活。復(fù)雜，而且不靈活。依賴于依賴于CPU速度，電路結(jié)速度，電路結(jié)構(gòu)相對簡單，易擴展。構(gòu)相對簡單

5、，易擴展。PID算法算法硬件硬件PID軟件軟件PIDv工作模式工作模式 恒流模式（恒流模式（CC） 電流可以任意設(shè)定，當(dāng)電源電壓發(fā)生變化時，電流不能發(fā)生改變，實質(zhì)是一自動調(diào)節(jié)的可變電阻器。 不斷增加設(shè)定電流，可以測試出電源輸出的最大輸出電流。電子負載電子負載主要功能主要功能被被測測電電源源電電子子負負載載+-UI可可變變電電阻阻v工作模式工作模式 恒阻模式（恒阻模式（CR） 在實現(xiàn)恒流模式后，如果測量出電源的輸出電壓，就可以計算出此時電子負載的等效電阻。 改變被測電源，如果保證電源輸出電壓與輸出電流的比值不變，就可以實現(xiàn)恒阻模式。電子負載電子負載主要功能主要功能被被測測電電源源電電子子負負載載+-UI固固定定電電阻阻v工作模式工作模式 恒功率模式（恒功率模式（CW） 如果保證電源的輸出電壓與輸出電流的乘積為定值，則就實現(xiàn)了恒功率模式。電子負載電子負載主要功能主要功能被被測測電電源源電電子子負負載載+-UI電子負載性能指標(biāo)電子負載性能指標(biāo)v性能指標(biāo)性能指標(biāo) 極限參數(shù)極限參數(shù) 最大承受電壓 最大承受電流 最大承受功率 調(diào)整率調(diào)整率 以CC工作模式為例，電源電壓發(fā)生一定范圍的變化時，電子負載實際電流的相對變化率。 該指標(biāo)反應(yīng)的是電子負載的恒流能力，也會影響到恒阻和恒功率的精度。功率管選型功