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可編程直流電子負(fù)載原理|深圳市歐凱特檢測(cè)設(shè)備有限公司
可編程直流電子負(fù)載原理
可編程直流電子負(fù)載的基本工作模式(CC/CV)是電子負(fù)載在電源產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)中扮演著很重要的角色，然而直到現(xiàn)在它似乎仍然披著神秘的面紗。下面的例子可以讓你對(duì)電子負(fù)載有個(gè)初步的了解；1.電子負(fù)載的恒流控制（中文名稱：定電流模式；英文名稱：CC-ConstantCurrentmode）。。電路的核心實(shí)質(zhì)是一個(gè)電流取樣負(fù)反饋控制環(huán)路，晶體管Q1(2N3055)在這里既作為電流的控制器件同時(shí)也作為被測(cè)電源的負(fù)載。晶體管Q2(BC337)是Q1的推動(dòng)管；電阻R1是電流－電壓轉(zhuǎn)換元件(I/Vconverter)，落在R1上的電壓降通過(guò)電壓比較器IC1與基準(zhǔn)源（Verf）比較，控制Q2,Q1的導(dǎo)通與截止，從而達(dá)到保持電流恒定的目的。2.電子負(fù)載的恒電壓控制（中文名稱：定電壓模式；英文名稱：CV-Constant Voltage mode）。電路原理見(jiàn)下圖；恒電壓模式的電路原理與電流控制基本相同。
模擬真實(shí)環(huán)境中的可編程直流電子負(fù)載
可編程電源-電子負(fù)載可以模擬真實(shí)環(huán)境中的負(fù)載（用電器），一般對(duì)電源要求比較嚴(yán)格的廠家都會(huì)用電子負(fù)載來(lái)檢測(cè)電源的好壞。它有好多功能，可以調(diào)節(jié)負(fù)載大小，以及短路，過(guò)流，動(dòng)態(tài)等等，應(yīng)該說(shuō)所有的電源廠家都會(huì)有用，而且也必須有。
電子負(fù)載可以模擬真實(shí)環(huán)境中的負(fù)載（用電器）。它有恒流、恒阻、恒壓和恒功率功能，以及短路，過(guò)流，動(dòng)態(tài)等等，應(yīng)該說(shuō)所有的電源廠家都會(huì)有用，而且也必須有。電子負(fù)載分為直流電子負(fù)載和交流電子負(fù)載，由于電子負(fù)載的應(yīng)用面問(wèn)題，本文主要介紹直流電子負(fù)載。
市面常見(jiàn)的直流電子負(fù)載有幾家：美國(guó)的安捷倫，臺(tái)灣的CHROMA和博計(jì)還有國(guó)產(chǎn)的具有**背景的后起之秀艾諾和費(fèi)思泰克。電子負(fù)載一般分為單體電子負(fù)載和多體電子負(fù)載，單體電子負(fù)載勝于操作方便，功能不多，體積不大，但是整體性能上低于多體電子負(fù)載。我們就以具有代表性的多體電子負(fù)載為例來(lái)說(shuō)明，選取了各個(gè)廠商的代表性產(chǎn)品：安捷倫N3300A系列，CHROMA63100系列，博計(jì)3310D系列和費(fèi)思泰克FT6600A系列為例針對(duì)電子負(fù)載的選型加以說(shuō)明。
1．電壓，電流和功率的選擇
根據(jù)被測(cè)設(shè)備的輸出特性來(lái)選擇電子負(fù)載：電壓，電流，功率和測(cè)試需求**度。電子負(fù)載的模組在測(cè)試時(shí)只能夠單獨(dú)工作或者并聯(lián)操作，串聯(lián)對(duì)于模組來(lái)說(shuō)是很危險(xiǎn)的。所以*理想的狀態(tài)是所有要求均在單模組的量程范圍內(nèi)，其次是通過(guò)多模組并聯(lián)能夠?qū)崿F(xiàn)的選型。也就是說(shuō)，所選模組的電壓時(shí)一定要符合測(cè)試要求。單個(gè)模組或者滿裝機(jī)框時(shí)（安捷倫、費(fèi)思泰克6模組，CHROMA、博計(jì)4個(gè)）的電流和功率總和要滿足測(cè)試要求。2．**度和分辨率的選擇
**度和分辨率是電子負(fù)載的一個(gè)重要的參數(shù)指標(biāo)。
電子負(fù)載的**度不同表示方法的意義。
1%+2d 1%的測(cè)量值+*小顯示值的2倍
1%+2%FS： 1%的測(cè)量值＋1%的滿量程
1%OF： 1%的（滿量程＋測(cè)量值）
比如費(fèi)思泰克電子負(fù)載60V60A300W的恒流**度是0.1%+5mA，博計(jì)同樣的模組是0.2%OF，換算以后就是0.2%+120mA，所以不要只看標(biāo)稱**度，要換算以后才能對(duì)比那個(gè)**度更高一些。
分辨率：是儀器能夠反映外部變化的*小外部變化量。比如，CHROMA電子負(fù)載的分辨率是0.25mA，費(fèi)思泰克電子負(fù)載的分辨率是0.1mA，
1．基本功能選擇
市面上的電子負(fù)載均有基本的四項(xiàng)功能：恒流、恒壓、恒阻和恒功率（安捷倫沒(méi)有恒功率）。在功能基本相同，**度相差不大的情況下，怎么判斷是否符合要求呢？CHROMA和博計(jì)的電子負(fù)載只有一套工作電路，就是恒流功能。其他功能是根據(jù)歐姆定律計(jì)算出來(lái)，雖然標(biāo)稱有其他功能，但是實(shí)際情況是只有恒流功能，通過(guò)調(diào)節(jié)電流來(lái)實(shí)現(xiàn)其他功能。這樣節(jié)省了成本，卻留下了其他功能工作精度低，工作的不穩(wěn)定,在他們內(nèi)部流傳的一句話是，恒阻功能的誤差沒(méi)有上限。測(cè)試完成的情況，要看電源的質(zhì)量，外部環(huán)境和運(yùn)氣了。而安捷倫電子負(fù)載的所有功能均有不同的電路實(shí)現(xiàn)，完全能夠很好的完成所標(biāo)稱的所有極限指標(biāo)，穩(wěn)定帶載。
如果只是用到恒流功能，對(duì)其他功能要求不多的情況下，可以選用合適的，符合**度的電子負(fù)載。如果對(duì)其他功能要求能夠穩(wěn)定的帶載，就要考慮這個(gè)問(wèn)題了。2．動(dòng)態(tài)帶載
動(dòng)態(tài)帶載，就是電子負(fù)載做模擬的變化帶載，也叫瞬態(tài)。幾個(gè)重要的參數(shù)：
變化斜率：籠統(tǒng)的說(shuō)是電子負(fù)載可以完成的變化速度，**地說(shuō)是電子負(fù)載變化時(shí)，從變化量的10%～90%的變化速率。恒流狀態(tài)下的單位是A/mS，A/uS。
響應(yīng)時(shí)間：電子負(fù)載可以完成變化的*小時(shí)間。單位uS。
電子負(fù)載的動(dòng)態(tài)（瞬態(tài)）頻率分為兩種：
動(dòng)態(tài)頻率（只包含一個(gè)上升沿或者一個(gè)下降沿，或者說(shuō)單位時(shí)間變化的次數(shù)），瞬態(tài)頻率（一個(gè)周期包含上升沿＋下降沿）。
一個(gè)電子負(fù)載是否做的貨真價(jià)實(shí)，就要看電子負(fù)載的變化帶載完成的情況了。如果是硬件實(shí)現(xiàn)的功能，就可以用示波器測(cè)試電流輸出監(jiān)視端口，查看波形是否完好。如果出現(xiàn)毛刺或者信噪比很大的情況下，那么此功能僅僅是由軟件計(jì)算，而不是硬件實(shí)現(xiàn)的。
軟件實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)帶載時(shí)無(wú)法**的執(zhí)行電子負(fù)載所設(shè)定的變化。但是如果要求不高，可忽略這種現(xiàn)象造成的影響。 3．模擬帶載（外部編程輸入）
本功能是為了實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的電子負(fù)載帶載變化情況而設(shè)定的功能。動(dòng)態(tài)帶載是模擬一個(gè)梯形波變化的帶載功能，而本功能大大擴(kuò)充了電子負(fù)載所能執(zhí)行的變化方式。只要信號(hào)發(fā)生器能夠發(fā)生的電壓在10V一下的波形信號(hào)，電子負(fù)載均能模擬。擁有此功能的電子負(fù)載有，安捷倫和博計(jì)。其中博計(jì)是不建議客戶使用此功能。 4．序列功能
序列功能是指把很多定態(tài)設(shè)置按時(shí)間順序排列組合成一個(gè)測(cè)量過(guò)程?？梢酝瓿梢粋€(gè)產(chǎn)品的整個(gè)質(zhì)量參數(shù)的測(cè)量，本功能大大簡(jiǎn)化了繁瑣的設(shè)置，減輕了測(cè)試工作量。配合存儲(chǔ)設(shè)置和調(diào)用功能，更是大大簡(jiǎn)化了操作。序列的可設(shè)置步驟跟據(jù)品牌不同而不同。
電子負(fù)載應(yīng)該有完善的保護(hù)功能。保護(hù)功能分為對(duì)內(nèi)（電子負(fù)載）保護(hù)功能和對(duì)外（被測(cè)設(shè)備）保護(hù)功能。對(duì)內(nèi)保護(hù)有：過(guò)壓保護(hù)，過(guò)流保護(hù)，過(guò)功率保護(hù)，電壓反向和過(guò)溫保護(hù)。對(duì)外保護(hù)有：過(guò)流保護(hù)，過(guò)功率保護(hù)，吃載電壓荷低電壓保護(hù)。選擇電子負(fù)載應(yīng)該選擇是擁有真保護(hù)國(guó)內(nèi)的電子負(fù)載。如果功能是由硬件實(shí)現(xiàn)的，保護(hù)速度會(huì)很快。如果是由軟件實(shí)現(xiàn)，速度有滯后性，并且模組死機(jī)的話將會(huì)發(fā)生危險(xiǎn)。
其他功能選擇
如果還需要電子負(fù)載的其他功能，請(qǐng)參看需求選擇擁有這個(gè)功能的電子負(fù)載。比如
同步功能：可以同時(shí)操作多個(gè)模組的工作狀態(tài)。
聯(lián)機(jī)接口：GPIB,RS232,LAN,USB，選擇適合的，（CHROMA的GPIB要另外出錢(qián)購(gòu)買(mǎi)）。
組裝ATE測(cè)試系統(tǒng)：考慮接線柱連接其他設(shè)備的方便性，考慮命令的標(biāo)準(zhǔn)性等等。
過(guò)流，過(guò)功率測(cè)試。OCP,OPP。在產(chǎn)品需要的時(shí)候選擇此功能，適用于研發(fā)等。
總言：電子負(fù)載的種類(lèi)是多種多樣的，選擇適合的電子負(fù)載是電源類(lèi)研發(fā)或者生產(chǎn)中一個(gè)重要的方面。在可以接受的成本下，選擇更好更方便的電子負(fù)載是提高效率，保證質(zhì)量的前提。