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直流電子負載設計基礎

發布者:美瑞克電子瀏覽次數:發布時間:2020-11-07

直流電子負載在串聯電路中,各點電流相同,電路要恒流工作,只要在串聯回路里控制流過一個元件的電流就可以達到我們所控制的恒流輸出。
 
一個簡易的恒流電路,通常用在一些功率較小及要求不高的場合的應用。而在另一些應用中,這種電路就無能為力了,如:在輸入電壓為 1V 輸入電流為 30A,這種要求下根本無法保證工作,電路調節輸出電流也不是很方便。
 
一個最常用的恒流電路,這樣的電路更容易獲得穩定及精確的電流值,R3 為取樣電阻,VREF 是給定信號。
 
電路工作原理是,給定一個信號 VREF:
 
當 R3上的電壓小于 VREF,也就是 OP07的 -IN 小于+IN,OP07 加輸出大,使 MOS 加大導通使 R3 的電流加大;
 
當 R3 上的電壓大于 VREF 時,-IN 大于 +IN,OP07 減小輸出,也就降 了 R3 上的電流,這樣電路最終維持在恒定的給值上,也就實現了恒流工作;
 
當給定 VREF 為 10mV,R3 為 0.01 歐時電路恒流為 1A,改變 VREF 可改變恒流值,VREF 可用電位器調節輸入或用 DAC 芯片由 MCU 控制輸入,采用電位器可手動調節輸出電流。如采用 DAC 輸入可實現數控恒流電子負載。
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電路仿真驗證:
 
恒壓電路
一個簡易的恒壓電路,用一個穩壓二極管就可以了。

輸入電壓被限制在  10V,恒壓電路在用于測試充電器時是很有用的, 我們可以慢慢調節電壓測試充電器的各種反應。
 
 MOS 管上的電壓經 R3 與 R2 分壓后送入運放 IN+ 與給定值進行比較。如圖所示,當電位器在 10% 時 IN- 為 1V,那么 MOS  管上的電壓應為 2V。
 
恒阻電路
恒阻功能,在有些數控電子負載中并不設計專用電路,而是在恒流電路的基礎上通過 MCU  檢測到的輸入電壓來計算電流,達到恒阻功能的目的。
 
比如要恒定電阻為 10 歐時,MCU 檢測到輸入電壓為 20V,那么會控制輸出電流為 2A。
 
但這種方法響應較慢,只適用于輸入變化較慢,且要求不高的場合。專業的恒阻電子負載都是由硬件實現的。
 
恒功率電路
恒功率功能大部分電子負載都采用恒流電路來實現,原理是 MCU 采樣到輸入電壓后根據設定的功率值來計算輸出電流。
 

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