在開始說這個問題之前,我們先要說一說負載電阻到底是個什么樣的。
負載電阻其實就是負載和電阻的總成。
負載,顧名思義,是指連接在電路中的電源兩端的電子元件。主要功能就是將電能轉(zhuǎn)換成其他形式的能,以實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換。負載電阻是電阻的一種,是指電路中的“負載”也就是電路里的工作設備的電阻。例如,照明電路中燈泡的電阻就是負載電阻。
從廣義上定義,負載就是給電源制造負擔的實體,電子負載包括各種電器;從狹義上定義,電子負載就是一個可調(diào)(或者等效于)的電阻,一般也可以工作于一種或者多種工作模式,有恒定電流,恒定電壓,恒定電阻,恒定功率等。
1:電子負載的用途:
嚴格來說所有的電源輸出類產(chǎn)品都需要進行測試,測試就需要用對應的產(chǎn)品(或者合適的負載),對此可以用一個固定電阻來模擬實際的產(chǎn)品,對特定的電源參數(shù)進行測試和老化,但要測試電源產(chǎn)品各種參數(shù),輕載、滿載、重載、特別是參數(shù)需要變化的時候,這時候就必須要一個電子負載了,電子負載能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)各項參數(shù),恒壓,恒流,恒阻,恒功率等。
2:電子負載常用的模式:恒流模式,恒壓模式,恒阻模式。
恒流模式(見下圖)
CC 模式原理圖
圖中,R1是限流電阻,Q1 是功率管子,當運算放大器的正端比負端電壓高時,輸出高電壓推動Q1 拉載電流,當B 點檢測的電壓值和A 端檢測的電壓近似時,達到一個平衡值,此時MOS 管子的電壓是恒定的,當A 端電壓升高時,B 點的電壓也升高,電流增加;B 得的電壓值被限制在和A 點基本一致時,達到平恒,從而達到恒流的目的。因此,在控制的時候只需要用一個小電阻控制A 端的電壓就可以達到恒定電流的目的。表1 是輸入電壓和輸出電流的比例一覽表
由表1 可以看出輸出電流只有電壓有關(guān)系,而于輸入電壓無關(guān)。表1
恒流的電子負載模式應用于需要恒流放電的電子產(chǎn)品,比如各種充電器,電源輸出產(chǎn)品。
恒壓模式(見下圖)
CV 模式原理圖
圖中,R1 是限流電阻,Q1 是功率管子,當運算放大器的正端比負端電壓高時,輸出高電壓推動Q1 拉載電流,當A 點檢測的電壓值和G 端檢測的電壓近似時,達到一個平衡值,此時MOS 管子的電壓是恒定的。當電源VCC 電壓升高時,造成A 端電壓上升,由于G 端電壓不變,此時運算放大器導通,Q1 拉載電流加大,將電源電壓拉低,A 端電壓降低,最后使A 點電壓等于G 點電壓,達到平衡。改變電阻R2,R3 的分壓比,可以改變控制電壓和輸出電壓的比值。電源電壓,輸出電壓,控制電壓的關(guān)系表(見表2)
從上圖可以看出,輸出電壓和輸入電壓沒有關(guān)系,輸出電壓只和控制電壓有關(guān)系。
恒壓模式主要應用于各類LED 產(chǎn)品,因為LED 電壓要考慮各種不同配置的LED 的個數(shù),如果設置電子負載為各個電壓點,從而能檢測出在某個電壓點的電源運行情況。
恒阻模式
圖中,R1 是限流電阻,Q1 是功率管子,當運算放大器的正端比負短電壓高時,輸出高電壓推動Q1 拉載電流,當A 點檢測的電壓值和G 端檢測的電壓近似時,達到一個平衡值。
當控制的電壓值是0.1V,輸入的電源電壓是12V 時,輸出電流時1A,則計算出其電阻值是
12V/1A=12R;單電源電壓升高至24V 時,再來計算一下,此時A 點電壓由于VCC 的升高也跟著升高變成0.2V;從而使B 點電壓升高到0.2V 此時電流變成2A,達到一個平衡,計算出其電阻為
24V/2A=12R,由實際可知,輸入電壓的變化,造成檢測電壓也成比例升高,電流成比例升高,最終的結(jié)果是電阻不變,達到恒阻的目的。
表3是輸入電源電壓和電阻設定在特定值時的參數(shù)表。
由上表可知,設置電阻=輸入電壓/輸出電流,也就是說電壓變化時電流也隨著變化,整個階段電阻值保持不變,當改變電阻時,電流也隨之改變,恒阻的電子負載在實現(xiàn)起來時相對比較困難,因此有些電子負載并不設專門的硬件電路來實現(xiàn),而是采用MCU通過CC模式計算出來,這種恒阻的方式響應會比較慢,可以在要求不高的環(huán)境下使用,專業(yè)的恒阻電子負載都是由硬件來實現(xiàn)的。
其實電子負載還有很多變種的模式,如恒功率,恒壓恒流等等,基本上都是上面那幾種都通過計算出來的。
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