在電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,,經(jīng)常要對開關(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)備進行測試,,傳統(tǒng)的測試方法中一般都采用電阻、滑動變阻器,、電阻箱等充當測試負載,,但這些負載不能滿足我們對負載多樣性的需求,如:恒定電流的負載,,隨意調(diào)節(jié)阻值的負載,,恒定功率的負載,動態(tài)負載等,,因此,,可編程電子負載才被設(shè)計開發(fā)出來,。
根據(jù)負載所接電流類別,電子負載可以分為兩大類:直流電子負載和交流電子負載,。本文主要討論直流電子負載,。
直流電子負載定義
GBT 29843-2013直流電子負載通用規(guī)范中對直流電子負載的定義是:能吸收直流電能,并將吸收的直流電能耗散,、儲存或回饋電網(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,。
電子負載,,顧名思義,是用電子器件實現(xiàn)的“負載”功能,。具體地說,,電子負載是通過控制內(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,。
電子負載類似于可以拉載電流的輸入設(shè)備,如同一個可編程的功率電阻,。 直流電子負載應(yīng)用領(lǐng)域直流電子負載通過模擬實物負載和負載波形,,可以實現(xiàn)對電源供應(yīng)器規(guī)格特性的測試,也可以作為ATE或ATS系統(tǒng)的組成單元,,在線對充電器,、蓄電池等的壽命特性及功率電子元器件的參數(shù)特性進行測試。
直流電子負載的應(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);
直流電子負載的基本功能
總體來說,,電子負載包括兩大工作模式:靜態(tài)負載模式(Static Load Mode)和動態(tài)負載模式(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,,與輸入電壓大小無關(guān),,如下圖所示。
應(yīng)用:CC模式通常應(yīng)用于電壓源的測試和老化,。例如測試電源供應(yīng)器的負載調(diào)解率,。負載調(diào)解率是電源供應(yīng)器在負載變動情況下提供穩(wěn)定輸出電壓的能力。 負載調(diào)解率是電源供應(yīng)器輸出電壓偏差率的百分比,,用以下公式計算:
CV模式:定電壓模式(ConstanceVoltage Mode) 直流電子負載輸入端口吸收的電流按所設(shè)定的電壓值而確定,,此時電子負載將吸收足夠的電流直到負載電壓等于設(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試,。例如測試電源供應(yīng)器的限流特性及電流負載調(diào)解率。定電壓模式負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試,。
CR模式:定電阻模式(ConstanceResistance Mode) 直流電子負載輸入端口吸收的電流按所設(shè)定的負載電阻和輸入電壓大小而確定,此時的負載電流與輸入電壓成正比,,電子負載等效為一個恒定的電阻,,如下圖所示:
應(yīng)用:CR模式通常應(yīng)用于測試電壓源或者電流源,如測試電源供應(yīng)器的啟動與限流特性,,或模擬設(shè)定范圍內(nèi)任意阻值的固定電阻(類似于滑動變阻器),。
CP模式:定功率模式(ConstancePower Mode) 直流電子負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,此時負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)用于電池容量測試。
2,、動態(tài)模式
動態(tài)模式下,,直流電子負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)隨時間進行變換。該模式下,電子負載在兩種負載之間周期性的交替切換,。動態(tài)模式根據(jù)動態(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:該方式可測試電源供應(yīng)器及其它轉(zhuǎn)換器的整體回路響應(yīng),。在實際應(yīng)用中,大多數(shù)負載都是變動的,,如計算機磁盤驅(qū)動器動作與不動作時,,其工作電流隨之變化,動態(tài)負載模式能仿真這一狀況,,從而測試計算機電源對于動態(tài)負載的響應(yīng)能力,。
連續(xù)模式(Continuous) 在恒流連續(xù)模式下,當動態(tài)測試操作使能且觸發(fā)后,,負載電流會連續(xù)在A值及B值之間切換,。
脈沖模式(Pulse) 在脈沖模式下,當動態(tài)測試操作使能后,,每接收到一個觸發(fā)信號,,負載就會切換到B值,在維持B脈寬時間后,,會切換回A值,。
翻轉(zhuǎn)模式(Toggle) 在觸發(fā)模式下,當動態(tài)測試操作使能后,,每接收到一個觸發(fā)信號后,,負載就會在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載運行狀態(tài)的功能,,該功能下,每一步的狀態(tài)參數(shù)都可單獨設(shè)置,。如下圖所示,。
應(yīng)用:該方式可用于模擬復(fù)雜的負載變化過程,具有非常高的靈活度,。
我們的優(yōu)勢:是德,、泰克、日置,、固緯,、艾德克斯、普源,、同惠,、鼎陽,、安柏等。
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