直流电子负载设计基础
电子负载基本工作原理:1.恒压模式2.恒流模式3.恒阻模式4.恒功率模式恒流
图中R1为限流电阻,R1上的电压被限制约0.7V,所以改变R1的阻值就可以改变恒流值,在上图中
我们知道,在串联电路中,各点电流相同,电路要恒流工作,只要在串联回路里控制流过一个元
件的电流就可以达到我们所控制的恒流输出。
上图是一个简易的恒流电路,通常用在一些功率较小及要求不高的场合里应用,那么在一些应用
中这种电路就无能为力了,如:在输入电压为1V输入电流为30A,那么对于这样的要求这样的电
根本无法保证工作。这样的电路调节输出电流也不是很方便。
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这个图是一个最常用的恒流电路,这样的电路更容易获得稳定及精确的电流值,R3为取样电阻,VREF是给定信
号,电路工作原理是:当给定一个信号时VREF,如果R3上的电压小于VREF,也就是OP07的-IN小于+IN,OP07加输出大,使MOS加大导通使R3的电流加大。如果R3上的电压大于VREF时,-IN大于+IN,OP07减小输出,也就降了R3上的电流,这样电路最终维持在恒定的给值上,也就实现了恒流工作。
如给定VREF为10mV,R3为0.01欧时电路恒流为1A,改变VREF可改变恒流值,VREF可用电位器调节输入或用DAC芯片由MCU控制输入,采用电位器可手动调节输出电流。如采用DAC输入可实现数控恒流电子负载。
电路仿真验证
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在上图中我们给定了Vin为4V-12V变化的电压信号,VREF给定50mV的电压信号,在仿真结果中输入电流一真保持在5A,电路实现了恒流作用。
恒压电路
一个简易的恒压电路,用一个稳压二极管就可以了。
这是一个很简易的图,输入电压被限制在10V,恒压电路在用于测试充电器时是很有用的,
我们可以慢慢调节电压测试充电器的各种反应。图是10V是不可调的,请看下图可调直流恒压电子负载电路:
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图中MOS管上的电压经R3与R2分压后送入运放IN+与给定值进行比较,如图所示,当电位器在10%时IN-为1V,那么MOS管上的电压应为
2V。下面图是电路仿真的结果:
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图中B点为输入电压信号,A点是电子负载的输入,当A点电压变化时输入电流也在变化,而电路能让A点稳定在2V不变。
恒阻电路
恒阻功能,在有些数控电子负载中并不设计专用电路,而是在恒流电路的基础上通过MCU检测到的输入电压来计算电流,达到恒阻功能的目的,比如要恒定电阻为10欧时,MCU检测到输入电压为20V,那么会控制输出电流为2A,但这种方法响应较慢,只适用于输入变化较慢,且要求不高的场合。专业的恒阻电子负载都是由硬件实现的。
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电子负载原理
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