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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。
原理图如图所示,基本威廉希尔官方网站 为除虚线框⑤ 和两个万用表以外的部分,由恒压威廉希尔官方网站 、恒流威廉希尔官方网站 、过流保护威廉希尔官方网站 、驱动威廉希尔官方网站 组成。V =12V输入电压,经过限流电阻R1到三端可调分流基准源U1(TL431)的阴极K后,由参考端R得到输出基准电压VR为2.5V,经电阻R1到调整滑动变阻器R6,一路经电阻R2为U3A提供电压,另一路经电阻R7为U3C提供电压。
如图虚线框①所示。当负载端输入电压增大时,U3A同相输入端电压增大。当同相输人端电压大于反相输入端电压(基准电压)时,U3A输出高电平,在场效应管Q1、Q2、Q3、Q4的栅极G电压VG上产生压降,使得漏极D和源极S之间的电压VDS减小,从而达到恒压的目的。
如图虚线框②所示。当负载电流增大时,R19、R22、R25、R28上的电压增大。即R18、R21、R24、R27上的取样电压增大,也即是U3C反相输入端电压增大,当U3C反相输入端电压大于同相输入端电压时,U3C输出低电平,场效应管Q1、Q2、Q3、Q4的栅极G电压VG减小,Q1、Q2、Q3、Q4的内阻RDS增大,负载电流减小,从而达到恒流的目的。
如图虚线框③ 所示。当负载电流增大时,R19、R22、R25、R28上的电压增大,即R18、R21、R24、R27上的取样电压增大,U3B反相输入端电压增大,但电流继续增大。当反相端电压大于所设定过流保护电流的基准电压(同相端输入电压)时,U3B输出低电平,场效应管Q1、Q2、Q3、Q4的栅极G电压VG减小,Q1、Q2、Q3、Q4的内阻RDS增大,负载电流减小,从而起到过流保护作用。
如图虚线框④ 所示。Q1、Q2、Q3、Q4选用大功率场效应管IRF540作为功率器,但是多管并联后,由于极间电容和分布电容相应增加,使放大器的高频特性变坏,通过反馈容易引起放大器的高频寄生振荡。为此,并联复合管一般不超过4个,而且在每管基极或栅极上串接防寄生振荡电阻。R17、R20、R23、R26为驱动电阻,R18、R21、R24、R27为取样电压电阻,R19、R22、R25、R28为限流电阻。C9一端接场效应管IRF540漏极,另一端接地,用于防震荡。
在电源行业,电子负载是所有厂家都必需的研发或生产设备,市场上的电子负载大多都较贵,而且都是需要电源供电才能工作。本文提供一种威廉希尔官方网站 方案,使读者可以自制无源可调CC模式的电子负载,其输入电压范围可达到3~30V,输入电流范围可达到0.01A~10A。
本文提出了一种基于STC12C5A60S 的直流电子负载的设计方案。主要以高速、低功耗、超强抗干扰STC12C5A60S 单片机为控制核心设计直流电子负载。包括控制威廉希尔官方网站 (MCU)、主威廉希尔官方网站 、采样威廉希尔官方网站 、显示威廉希尔官方网站 等,能够检测被测威廉希尔官方网站 的电流值、电压值等各个参数,并能直观的在液晶上显示。本系统由自锁开关控制威廉希尔官方网站 的工作状态,通过手动调节开关切换在恒压、恒流、恒阻威廉希尔官方网站 之间的工作状态,由LED 灯指示相应的工作状态。系统的稳压范围为1V-30V,稳流范围为100mA-3.5A,误差0-5%在题目要求范围内,达到题目要求并扩展了恒压、恒流的范围。由单片机控制,通过按键达到对恒压值或恒流值在一定范围内的控制,设置了过载保护,通过亮灯显示过载。
方案通过两个自锁开关来控制威廉希尔官方网站 的工作状态,在恒压、横流、恒阻之间进行切换,通过stc12c5a60s 单片机通过D/A 芯片控制恒压、恒流等的值,stc12c5a60s 是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机,指令代码完全兼容传统的8051,但速度快8-12倍,8路高速10位A/D 转换。采用大功率NMOS 管IRF540,该管导通电阻足够小,源漏抗击穿能力足够强。软硬件结的方式,方便简洁实现了不同模块之间的转换,很好的完成了恒压、恒流等基本功能,并完成了恒阻等附加功能。
TEXT 和GND 的为测试点。威廉希尔官方网站 整体是个负反馈:当TEXT 高于设定值时,运放输出高电压,Q1 导通度增加,负载阻抗变小,和电源内阻分压,TEXT 减小,直至V+=V-;当TEXT 低于设定值时,运放输出低电压,Q1到通度减小,负载和电源内阻分压变大,TEXT 增大,直至V+=V-。
TEXT 和GND 为测试点,OP07中V+=V-。当V+》V-时,运放输出高电压,Q1导通度增加,电流增大,V-升高,达到V+=V-。当V+《V-时,运放输出低电压,Q1到通度减小,负载和电源内阻分压变大,电流降低,直至V+=V-。所稳定的电流=V-除以阻值。
当滑动变阻器打到5 0 % 时电阻分压V+=1/2Vin=V-, 电流I=Vin/4,R=Vin/I=4欧,电源电压与电流成正比例变化。可以用单片机实现,R=VText/I,由恒流原理实现。(如需长时间测试,MOSS 管最好接大散热片)。
提出一种基于STC12C5A60S 的直流电子负载的设计方案。本方案中设计的直流电子负载主要以高速、低功耗、超强抗干扰STC12C5A60S 单片机为控制核心,由自锁开关控制威廉希尔官方网站 的工作状态,通过手动调节开关切换在恒压、恒流、恒阻威廉希尔官方网站 之间的工作状态。系统的稳压范围为1V-30V,稳流范围为100mA-3.5A,误差0-5%在题目要求范围内,达到对恒压值或恒流值在一定范围内的控制, 设置了过载保护,通过亮灯显示过载,经验证,本方案具有实际的应用价值。
自制可调稳压电源威廉希尔官方网站 的工作原理较为简单。图中的S1为负载开关,断开S1即可断开整个负载。R3为输入电压调整,V3和R5组成限流保护威廉希尔官方网站 。在实际设计时,可按照所需的功率大小,让V2配以合适热阻的散热片。
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