直流電子負載設計基礎

直流電子負載設計基礎

1. 恒壓模式
2. 恒流模式
3. 恒阻模式
4. 恒功率模式

恒流

圖中 R1 為限流電阻,R1 上的電壓被限制約 0.7V,所以改變 R1 的阻值就可以改變恒流值，在上圖中我們知道，在串聯(lián)電路中，各點(diǎn)電流相同，電路要恒流工作，只要在串聯(lián)回路里控制流過(guò)一個(gè)元件的電流就可以達到我們所控制的恒流輸出。

這個(gè)圖是一個(gè)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。在電路工作原理是，給定一個(gè)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(shí)，-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(shí)現了恒流工作。

當給定 VREF 為 10mV，R3 為 0.01 歐時(shí)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(dòng)調節輸出電流。如采用 DAC 輸入可實(shí)現數控恒流電子負載。

下圖是電路仿真驗證：

圖中我們給定了Vin為4V-12V變化的電壓信號，VERF給定的50mV的電壓信號，在仿真結果中輸入電流一真保持在5A，電流實(shí)現恒流作用。

圖中B點(diǎn)為輸入電壓信號，A點(diǎn)是電子負載的輸入，當A點(diǎn)電壓變化時(shí)輸入電流也在變化，而電路能讓A點(diǎn)穩定在2V不變。

恒阻電路

下圖電路是由硬變件實(shí)現的恒阻電路 ：

如圖所示：R4為1%，如果輸入電壓為1V，那么IN+上的電壓為10mV，也就控制了R1上的電壓為10mV，等效電阻測為1歐。請看下圖仿真結果：

圖中我們可以看到電壓和電流變化的特征，這種是純阻性的特點(diǎn)。我們將R4調到2時(shí)再看下圖仿真的結果：

調R4為2%后等效電阻為0.5歐，電路仿真結果驗證電路的可行性。

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(lái)實(shí)現，原理是 MCU 采樣到輸入電壓后根據設定的功率值來(lái)計算輸出電流。當然也可以采用硬件方法來(lái)實(shí)現恒功率功能。下圖是恒功率功能方塊圖：