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電子負載原理

電子負載原理


    電子負載是一種起程控電能吸收裝置作用的儀器。其主要應用是對直流電源進行測試。不過,它也可用于其它場合,如制造或研發期間的電池測試、固態半導體大功率元件測試、直流電動機測試、直流發電機測試和固態電動機控制的測試。通常,電子負載具有允許輸出電壓和輸出電流迅速改變的高輸出阻抗。由于電子負載要吸收能量,故常常稱之為“電流吸收器”。典型情況下,電子負載的額定值從幾十W到幾kW,電流額定值從幾A到幾百A,電壓額定值從幾V到1kV左右。電子負載有固定電流(CC),固定電壓(CV),固定電阻(CR)模式,可分別用于不同的電源參數的測量。電子負載在作為一個可變或恒定電阻時,還可以作為直流電壓、直流電流的測量,而且有保護功能。這既利于提高測量速度也方便測量。因此,電子負載的正確使用和測試是很重要的。

    電子負載的工作原理: 電子負載,顧名思義,是用電子器件實現的“負載”功能,其輸出端口符合歐姆定律。具體地說,電子負載是通過控制內部功率器件MOSFET或晶體管的導通量,使功率管耗散功率,消耗電能的設備。電子負載一般具有定電流、定電壓、定電阻、定功率、短路及動態負載多種模式,可以模擬各種不同的負載狀況,

二、直流電子負載的特點 
   1. 直流電子負載能在設定的模式下顯示電壓、電流,可以代替直流數字電壓表;可以測量直流恒流源的輸出電流,特別是10A~100A以上的大電流。
   2. 直流電子負載在設定為固定電流模式下允許同極性的模塊并聯使用,此時負載電流為所有電子負載的電流之和,負載功率也為所有負載功率之總和。但切記不可以串聯使用。
   3. 當測量電源的CV態的負載調整率、輸出電壓調整或動態模擬負載時,使用固定電流模式比較合適;
   4. 當測量電源的CC態的負載調整率、輸出電流調整或動態模擬負載時,使用固定電壓模式比較合適;
   5. 使用面板操作時能控制負載電流上升或下降的變化率,可以將感性引線的壓降現象降低到*低程度,或測試待測電源供應器的輸出暫態反應特性。
   6. 用直流電子負載測量電源時,要保證兩者正負對應連接,反接會損壞負載的模塊。
   7. 電子負載基本上都有遠端電壓的測量功能,即配有電壓敏感設置和端口測量,以減小在電流時測量引線引起的分壓,避免測量誤差。

三、主要應用 
   1. 把電子負載設定在CC模式,負載關閉,此時用電子負載以電壓表形式測量直流穩壓電源CV態的開路輸出電壓;
   2. 把電子負載設定在CC模式,打開負載及其短路設置,此時用電子負載以電流表形式測量直流穩壓電源CC態的輸出電流;
   3. 直流電源的穩壓即CV態的負載調整率的測量:
   例如有一臺電源,規格30V/30A,(把電壓調節到*小,電流調節到適當值),則設置負載在CC狀態,打開負載(LOAD ON),設置負載的CC值為30A,調節電源的電壓值,此時負載值隨著外加電壓的改變而變化,直到調節電壓為30V時,電子負載測量出電源帶載的實際輸出電壓Um和回路電流。 再設置負載的CC值為零,則此時相當于斷開負載,電子負載作為一個直流電壓表,測量出電源不加載的輸出電壓Un 。

則電源CV態的負載調整率為 :

   4. 直流電源的穩流即CC態的負載調整率的測量
   如有一臺電源,規格30V/30A,(把電流調節*小,電壓調節到適當值),則設置負載在CV態,打開負載(LODA ON),設置負載的CV值為30V,調節電源的電流值,此時負載值隨著回路的電流的改變而變化,直到調節電流為30A時,電子負載測量出電源帶載的實際輸出電壓和回路里的電流Im。 可以設置負載的CV值為0,相當于短路負載,此時電子負載作為一個直流電流表,測量出電源不加載的輸出電流In。

則電源CC態的負載調整率為:

   說明:如果電子負載的測量準確度不能滿足測量電源的需求,則可以在測量的同時,在電源的測量回路里串聯電流表進行測量電流。

   5. 需要說明的是:用DC電子負載測量電源時,若不用Vsense端,則若10mΩ的引線電阻在回路電流為10A可引用0.1V的壓降,即電子負載測量值將小于電源實際輸出電壓值,為了測量準確,Vsense兩端要直接于電源輸出的兩端,電子負載則取樣測量Vsense兩端的電壓來測量,而回路電流則與四線Vsense測量無關。

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