电子负载的原理

电子负载的原理（转自）电子负载可以模拟真实环境中的负载（用电器），一般对电源要求比较严格的厂家都会用电子负载来检测电源的好坏。它有好多功能，可以调节负载大小，以及短路，过流，动态等等，应该说所有的电源厂家都会有用，而且也必须有。电子负载是由电阻，电感，电容，晶体管，集成电路组成。电子负载的原理是控制内功率MOSFET或晶体管的导通量(量占空比大小),靠功率管的耗散功率消耗电能的设备,它能够准确检测出负载电压,精确调整负载电流,同时可以实现模拟负载短路,模拟负载是感性阻性和容性,容性负载电流上升时间。一般开关电源电源的调试检测是不可缺少的。负载有电阻性负载、电感性负载或电容性负载。实际上负载型式比较复杂，通常有动态、定电流、定电阻、定电压、峰值系数、功率因数或短路等各种负载型式。电子负载是利用有源(主动)元件从电源中吸取电流。许多AC/DC电子负载都能显示电压和电流的表头、GPIB和RS-232C接口等配置。这些负载可以被计算机控制，电压/电流通过GPIB/RS-232接口读入和读出。这些重要的功能将使(ATE)自动化测试系统更完整，使用者也容易操控仪器。下表为电子负载的操作模式的定义和应用：1、定电流(CC)模式：定电流模式中，不论输入电压多少，电子负载将根据设定值来吸取导入电流。定电流模式通常应用在测试电压源、AC/DC电源的负载调整率和蓄电池放电，尤其为开关电源主流测试。2、定电阻(CR)模式：在定电阻模式中，电子负载将吸取与输入电压成线性正比例的负载电流。定电阻模式应用在测试电压源或电流源和电源激活测试，用于测试电源的启动与限流特性，相应于滑线变阻器，不易受温度影响。3、定电压模式(CV)：在定电压模式中，电子负载将吸取足够电流以控制电压稳定在设定值。定电压模式应用在测试电流源，通常使用于测试电源的限流特性。定电压模式可以仿真电池的端电压，故亦可使用于测试电池充电器。4、定电压模式(CP)：在定功率模式中，电子负载流入的负载电流根据所设定的功率大小改变，此时负载流入的电压与电流乘积等于所设定功率值。定功率模式主要应用于电池容量寿命测试。5、动态负载：动态负载操作是周期性在两个负载状态之间切换。电源的调整率和瞬态反应在高低电流水平、持续时间和升降率的混合变化下用示波器监视它的输出电压波形。动态负载模式应用于测试电源的整体回路反应，即瞬时响应和回复时间(RecoveryTime)测试。实际上大部份负载为动态负载，例如计算机磁盘驱动器动作或不动作时工作电流的变化，动态负载模式能仿真这种状况(脉冲型负载)。6、峰值系数负载：峰值系数是波形峰值与真有效值的比率，通常用来说明一个交流电源能够在不失真的情况下输出峰值负载电流的能力：CrestFactor＝Lpeak/Lrms。大部分电源输入回路包括一个整流二极管和电容滤波电路，会产生一个脉冲交流电流，这是造成电子产品输入功率因素降低(0.6～0.7)的主要因素，PC用电源输入电流峰值系数约为2～3。海洋仪器推出的博计交流电子负载能仿真八段峰值系数1.414～3.5。7、功率因素负载：功率因素是平均功率值除以Vrms×Arms。当电压和电流波形是正弦波时，下列公式有效：Pav=AveragePower=Watts=Vrms×Arms×P.F。单纯的电阻负载，电压及电流波形为同相，此时∮=0°，那么cos∮=cos0°=1=P.F.。当负载从纯电感性变到电阻性再到纯电容性时，电流与电压相位差从－90°到0°再到＋90°，同时功率因素从0变到1再到0。交流电子功率因素负载能够仿真电感性或电容性负载，通过程序设计功率因素在０到±1范围内可变。海洋仪器推出的博计3250系列交/直流电子负载是市场上第一台可以模拟电感性与电容性负载的主动式交流电子负载，它所有设定由前面板或GPIB接口来设定，负载的V/A/W由GPIB接口可读回到计算机。功率因素校正(PowerFactorCorrection)装在电源输入端，使输入的功率因素接近于1。PFC功能在未来将会愈来愈重要，例如CE标准已要求限制输入电流谐波(IEC-555)，可降低输入峰值电流和伏安(VA)需求容量；PFC主要为电流调整器，使输入电流波形与输入电压波形同相位。8、负载短路：指一个DC或AC电源输出端有很低的输出阻抗。当发生短路时，电源的保护电路应产生作用来限制输出电流，它是为了保护电源以避免危险或保护接在电源上的负载受损。海洋仪器推出的博计3310A与3310D系列直流电子负载以一个短路功能键来仿真短路状况，不需要利用外在短路继电器来测试电源。